Największa zagadka kosmosu. Dane z teleskopu obalają 30 teorii ekspansji Wszechświata

Obalanie teorii jest dla rozwoju nauki co najmniej tak samo ważne, jak tworzenie nowych. W astronomii, astrofizyce i kosmologii funkcjonują tzw. modele, które służą za prawdopodobne wyjaśnienia działania zjawisk kosmicznych. Gdy pojawiają się nowe dane zdolne do ich falsyfikacji, modele te są unieważniane.

Tu nie ma miejsca na wiarę, sentymenty ani dogmaty. Gdy dowody przeczą dotychczasowym wnioskom, naukowcy odrzucają przestarzałe teorie i skupiają się na tych bardziej obiecujących. Szerzej o tym procesie pisaliśmy w artykule o 10 największych mitach naukowych. Teraz takie dane dostarczył Teleskop Kosmologiczny Atacama (ACT).

Działając w latach 2007-2022 w Cerro Toco na pustyni Atacama na północy Chile, na wysokości 5190 m n.p.m., ten radioteleskop milimetrowy prowadził badania mikrofalowego promieniowania tła (CMB) w bardzo wysokiej rozdzielczości. To promieniowanie, które pochodzi z najwcześniejszych etapów istnienia naszego Wszechświata, wyemitowane ok. 380 tys. lat po Wielkim Wybuchu. Szczególnie dobrze radził sobie z obserwacją polaryzacji CMB.

W listopadzie 2025 r. naukowcy z Atacama Cosmology Telescope opublikowali szósty i ostatni zestaw danych z obserwacji w formie trzech artykułów w "Journal of Cosmology and Astroparticle Physics". Choć te nowe dane będą analizowane jeszcze przez kolejne lata, to już teraz na ich podstawie kosmologowie doszli do znaczących odkryć.

Dane z teleskopu Atacama dostarczyły wyraźnego potwierdzenia tego, co już wcześniej zaobserwował satelita Planck - misja Europejskiej Agencji Kosmicznej także zajmująca się badaniem mikrofalowego promieniowania tła. Chodzi o to, że coś dziwnego dzieje się z tempem rozszerzania się Wszechświata. Pomiary dokonane przez instrumenty badające młody Wszechświat, takie jak Planck i ACT, wykazały wartość o wiele niższą niż szacunki oparte na lokalnych pomiarach, np. na podstawie ściemniania supernowych.

Ta rozbieżność zyskała miano napięcia Hubble'a (w odniesieniu do tempa Hubble'a, czyli tempa ekspansji Wszechświata mierzonej przy pomocy stałej Hubble'a). Pomiary oparte na obserwacji CMB dają wskazują na tempo ok. 67 km/s/Mpc, natomiast te oparte na obserwacjach lokalnego i "późnego" Wszechświata dają wartości bliskie 73 km/s/Mpc. Dziś jest to jedna z największych zagadek współczesnej kosmologii.

ACT nie tylko potwierdził napięcie Hubble'a, ale także zanegował sporo dotychczasowych pomysłów na teoretyczne wyjaśnienie tej rozbieżności. Badacze historii kosmosu opracowali szereg "rozszerzonych" modeli kosmologicznych, które uwzględniają siły nieujęte przez Standardowy Model Kosmologiczny.

Rzecz w tym, że zgodnie z tymi modelami - a było ich blisko 30 - siły te musiały istnieć w początkach Wszechświata, gdy dochodziło do pierwszych emisji mikrofalowego promieniowania tła. Nowe dane z teleskopu ACT pozwoliły to zweryfikować.

Konfrontacja tych teorii z dowodami okazała się druzgocąca. Wszystkie wyjaśnienia zawiodły, a napięcie Hubble'a nadal pozostaje zagadką. Nie należy jednak traktować tego jako porażki - wręcz przeciwnie. W nauce pełno jest ślepych zaułków i im szybciej badacze zorientują się, że dany model jest błędny, tym więcej czasu zyskają na eksplorację kolejnych. Mogą nam one zapewnić coraz lepsze wyjaśnienia, ale czy kiedykolwiek dostarczą prawdę absolutną - to kolejna niewiadoma w nauce.

Źródła:

• Sigurd Naess et al. The Atacama Cosmology Telescope: DR6 maps, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025). On arXiv: arxiv.org/abs/2503.14451
• Thibaut Louis et al. DR6 power spectra, likelihoods and ΛCDM parameters, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025). On arXiv: arxiv.org/abs/2503.14452
• Erminia Calabrese et al. DR6 constraints on extended cosmological models, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025). On arXiv: arxiv.org/abs/2503.14454