Радионебо расскажет о тёмной энергии экспресс
Вселенная расширяется, и галактики разлетаются, как изюм в поднимающемся тесте. Но с конца 1990-х годов известно, что это расширение ускоряется. Что за сила расталкивает галактики всё быстрее — одна из главных загадок физики. Её называют тёмной энергией, и она составляет около 70% всего содержимого космоса.
Радиотелескоп BINGO в Бразилии будет искать подсказки в распределении водорода — самого распространённого элемента во Вселенной. Водород излучает радиоволны длиной 21 сантиметр, и по их сдвигу можно судить о расстоянии до облаков газа. Так учёные построят трёхмерную карту крупномасштабной структуры Вселенной — гигантской паутины из галактик и пустот.
Авторы новой работы смоделировали, как BINGO увидит эти осцилляции с учётом помех от нашей Галактики и шума приёмников. Оказалось, что данные телескопа, добавленные к измерениям спутника Planck, сужают область допустимых значений космологических параметров примерно на 60% по сравнению с одним Planck. Это как если бы портновский сантиметр заменили на лазерный дальномер: те же измерения, но точность гораздо выше.
Такой подход позволит не только уточнить параметры Вселенной, но и проследить, как менялось количество водорода за последние миллиарды лет. А главное — лучше понять, как вела себя тёмная энергия: была ли она постоянной, как космологическая постоянная Эйнштейна, или её свойства менялись со временем.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2601.10152
Context. Building on the transformative success of optical redshift surveys, the emerging technique of neutral hydrogen (HI) intensity mapping (IM) offers a novel probe of large-scale structure (LSS) growth and the late-time accelerated expansion of the universe. Aims. We present cosmological forecasts for the Baryon Acoustic Oscillations from Integrated Neutral Gas Observations (BINGO), a pioneering HI IM experiment, quantifying its potential to constrain the Planck-calibrated $$\Lambda$$CDM cosmology and extensions to the $$w_0w_a$$CDM dark energy model. Methods. For BINGO's Phase~1 configuration, we simulate the HI IM signal using a lognormal model and incorporate three dominant systematics: foreground residuals, thermal noise, and beam resolution effects. Using Bayesian inference, we derive joint constraints on six cosmological parameters ($$\Omega_b h^2$$, $$\Omega_c h^2$$, $$100\theta_s$$, $$n_s$$, $$\ln 10^{10} A_s$$, and $$\tau_r$$) alongside 60 HI parameters ($$b_{\rm HI}^i$$, $$\Omega_{\rm HI}^i b_{\rm HI}^i$$) across 30 frequency channels. Results. Our results demonstrate that combining BINGO with the Planck 2018 CMB dataset tightens the confidence regions of cosmological parameters to $$\sim$$40\% the size of those from Planck alone, significantly improving the precision of parameter estimation. Furthermore, BINGO constrains the redshift evolution of HI density and delivers competitive measurements of the dark energy equation of state parameters ($$w_0$$, $$w_a$$). Conclusions. These results demonstrate BINGO's potential to extract significant cosmological information from the HI distribution and provide constraints competitive with current and future cosmological surveys.
Длина волны 21 сантиметр — это естественный «радиомаяк» водорода. Даже если облако газа находится в миллиардах световых лет от нас, его сигнал можно поймать обычной радиоантенной, если она достаточно чувствительна.