Почему предпочтительнее использовать оценку возраста Вселенной с помощью Planck/WMAP?

Недавняя статья physorg озаглавлена ​​«Измерения расширения Вселенной не складываются» . В статье говорится

Текущий анализ переменной яркости цефеид с помощью космических телескопов, таких как Хаббл, наряду с другими прямыми наблюдениями объектов в нашем космическом окружении и более далеких сверхновых, показывает, что значение H0 составляет примерно 73,9 километров в секунду на мегапарсек (астрономическая единица эквивалентно примерно 3,26 миллионам световых лет).

Однако измерения, основанные на ранней Вселенной, дают среднее значение H0, равное 67,4 км/с/Мпк. Эти другие записи, полученные с помощью данных со спутника Planck Европейского космического агентства и других инструментов, получены косвенно на основе успеха стандартной космологической модели (модель Lambda-CDM) ...

Я думал, что смогу узнать больше об этих различных методах из Википедии, но в статье о возрасте Вселенной говорится только о данных Планка и WMAP, а также о возрасте ~ 13,7 млрд лет. На странице обсуждения вики есть раздел, который ссылается на страницу Закона Хаббла , в которой рассказывается о различных методах и истории, но также говорится

Более свежие измерения миссии Planck, опубликованные в 2018 году, указывают на более низкое значение 67,66 ± 0,42%, хотя совсем недавно, в марте 2019 года, с использованием усовершенствованной процедуры с использованием космического телескопа Хаббла было определено более высокое значение 74,03 ± 1,42%. [60] Два измерения расходятся на уровне 4,4σ, что превышает правдоподобный уровень случайности.[61] Разрешение этого разногласия является постоянной областью исследований.[62]

Так почему же оценка возраста Вселенной Планком/WMAP предпочтительнее аналогичных альтернатив, таких как оценки, основанные на наблюдениях Хаббла?

Ответы (2)

  • Наблюдения Хаббла могут дать только локальное измерение постоянной Хаббла. ЧАС 0 . Космические лестницы, такие как цефеиды и сверхновые, используются для получения параметра Хаббла. ЧАС ( т ) при малом красном смещении. Другими словами, наблюдения Хаббла говорят вам только о космическом поведении в недавнюю эпоху. Это снимок взрослой вселенной, с бородой и без.
  • Наблюдения со спутника Planck определяют космические параметры (6 из них) на основе остаточных сигналов, исходящих от Вселенной на ее зародышевой стадии, таких как космический микроволновый фон (CMB). Это моментальная картина Вселенной, когда она еще милая малышка с пухлым личиком.

Два вывода:

  • Поскольку наблюдения спутника Планк интерпретируются в контексте Λ С М Д чтобы воспроизвести всю историю эволюции Вселенной, можно ввести возраст Вселенной, а также текущее значение параметра Хаббла ЧАС 0 . Тем не менее, следует иметь в виду, что эти результаты Планка являются модельными ( Λ С М Д ) зависимый. Учитывая ужесточенный предел погрешности измерений космической лестницы и реликтового излучения, ЧАС 0 напряжение между Хабблом и Планком, скорее всего, связано с некоторым дефектом в стандартной космологической модели. Λ С М Д . Поэтому оценка на основе Планка (в сочетании с Λ С М Д ) возраста Вселенной сомнительно.
  • Наблюдения Хаббла МОГУТ использоваться для прямого расчета постоянной Хаббла. ЧАС 0 не прибегая к какой-либо космологической модели, такой как модель согласования Λ С М Д . Однако, не заручившись поддержкой Λ С М Д (и сомнительное Λ С М Д параметры, полученные от Планка), одни лишь наблюдения Хаббла НЕ МОГУТ сделать вывод о возрасте Вселенной.

Есть ли какой-нибудь прямой способ наблюдения за возрастом Вселенной? Что ж, оценка возраста старых шаровых скоплений может дать нижнюю границу возраста Вселенной, поскольку Вселенная должна быть старше этих шаровых скоплений. На данный момент наблюдения за возрастом самых старых шаровых скоплений неубедительны, а некоторые из них МОГУТ превышать планковскую оценку возраста Вселенной.

И вот где обстоят дела с удивительно «точной» стандартной космологией.

Я не силен в космологии, но из того, что я понял, неопределенность вызвана комбинацией (1) неполной космологической модели; (2) недостаточно данных - правильно? Кроме того, можно ли экстраполировать оценку за пределы наблюдаемой Вселенной или только внутри нее?
@OverLordGoldDragon, когда в 2013 году были опубликованы данные Планка, космологи были вполне уверены, что у нас есть полная космологическая модель, но это противоречило более поздним локальным измерениям постоянной Хаббла. ЧАС 0 , что указывает на то, что наша прежняя уверенность в «модели соответствия» неуместна. Все космологическое сообщество в настоящее время изо всех сил пытается смягчить позорное несоответствие: либо отрицая точность измерений, либо придумывая дополнительные фальшивые факторы, чтобы спасти модель соответствия.

Вы сами частично ответили на свой вопрос. Измерения Планка более точны. Кроме того, обычно предполагается, возможно ошибочно, что измерения, основанные на космическом микроволновом фоне, подвержены меньшим систематическим неопределенностям, чем другие методы.

Вам также нужно подумать о том, как определяется возраст. Для этого вам нужно больше, чем просто значение ЧАС 0 . В частности, вам нужны оценки плотности энергии материи и темной энергии. Они могут быть получены только из данных космического микроволнового фона и дают значение 13,8 миллиарда лет.

Если ЧАС 0 от Планка и от других методов не согласны, то есть проблема с измерениями, космологией или с тем и другим. Но вы не можете просто принять другое значение ЧАС 0 а затем использовать другие космологические параметры, полученные из реликтового излучения, для определения новой эры (хотя люди это сделали).

Почему предпочтительнее использовать оценку возраста Вселенной с помощью Planck/WMAP?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v