Ученые представили новую точную карту всей материи во Вселенной

Ученые опубликовали самую точную карту распределения материи во Вселенной. Это невероятное достижение дает представление об эволюции космоса в целом и предполагает, что в стандартной модели космологии отсутствуют некоторые ингредиенты, объясняющие то, что мы наблюдаем сегодня.

Материя, из которой состоят звезды, планеты и люди, составляет всего 5 % материально-энергетического содержания Вселенной. Насколько известно, 25 процентов состоит из невидимой субстанции, которую мы называем темной материей. Остальные 70 процентов — это темная энергия, которая отвечает за ускоренное расширение Вселенной.

У нас нет прямого измерения темной материи или темной энергии. То, что мы знаем о них, получено благодаря изучению близких и (в основном) далеких галактик, а также измерениям космического микроволнового фона, первого света, который свободно перемещался во Вселенной через 380 000 лет после Большого взрыва.

В новой работе, результаты которой были опубликованы в трех статьях в журнале Physical Review D, также использовались эти два фокуса. Обзор темной энергии измерил свойства галактик, чтобы определить скорость расширения Вселенной за космическую историю, а Телескоп Южного полюса измерил космический микроволновый фон. Оба набора данных использовались для измерения гравитационного линзирования. Материя, как обычная, так и темная, искажает пространство-время, создавая эффект линзирования. Так что, измерив линзу, можно понять, где дело. А используя два разных инструмента, вы получите более точную карту.  

«Он работает как перекрестная проверка, поэтому становится гораздо более надежным измерением, чем если бы вы просто использовали одно или другое», — сказал в своем заявлении один из ведущих авторов Чихвей Чанг из Чикагского университета.

Затем анализ сравнили со Стандартной моделью космологии, которая включает в себя принятые физические законы и предполагаемые значения темной материи, темной энергии и обычной материи. Модель можно использовать для создания симуляций, показывающих, как развивалась Вселенная с 13,8 миллиардов лет назад до наших дней. И эти симуляции выглядят немного иначе, чем наблюдения.

«Похоже, что в нынешней Вселенной немного меньше флуктуаций, чем мы могли бы предсказать, предполагая, что наша стандартная космологическая модель привязана к ранней Вселенной», — сказал соавтор анализа и астрофизик из Гавайского университета Эрик Бакстер.

Работа предполагает, что материя во Вселенной менее комковата: она просто не слипается так сильно, как предсказывает теория. Это не единственная проблема модели. Напряженность возникла из-за скорости расширения Вселенной в последние годы.

«Я думаю, что это упражнение показало как проблемы, так и преимущества проведения такого анализа», — сказал Чанг. «Есть много новых вещей, которые вы можете сделать, когда комбинируете эти разные точки зрения на вселенную».

Нынешние и будущие обсерватории собирают больше данных, и эта невероятная карта будет уточняться снова и снова. Можно надеяться, что в результате такой работы когда-нибудь появится и ответ о свойствах темной материи (и темной энергии).