Ученые завершили создание крупнейшей в мире трехмерной карты Вселенной с высоким разрешением, зафиксировав более 47 миллионов галактик и ярких систем черных дыр. Карта превращает далекий свет в летопись космического расширения за последние 11 миллиардов лет. Но сила, которая, как предполагается, управляет этим расширением, — темная энергия — остается загадкой. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review D.
В течение пяти лет наблюдений за небом прибор DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), установленный на телескопе и используемый для картирования галактик, собрал доказательства, подтверждающие эти данные.
Используя эти измерения, Майкл Леви, директор DESI в Национальной лаборатории имени Лоуренса, связал карту со скрытым двигателем Вселенной.
По предварительным данным, количество галактик и квазаров, чрезвычайно ярких ядер галактик, питаемых черными дырами, составляло 34 миллиона, прежде чем число наблюдений превысило 47 миллионов. Такой расширенный охват позволяет исследователям более точно проверять скрытую энергию, управляющую долгосрочным будущим Вселенной, а не только ее прошлым.
Астрономы называют этот скрытый фактор темной энергией — силой, связанной с ускоренным расширением космоса. По мере расширения пространства галактики отдаляются друг от друга, и, судя по всему, темная энергия со временем усиливает этот процесс расширения.
По оценкам НАСА, темная энергия занимает от 68% до 70% космоса, в то время как обычная материя, то есть атомы, составляет примерно пять процентов. Прогнозы на будущее зависят от того, останется ли эта сила стабильной, ослабнет ли она или изменится таким образом, который современная физика пока не может объяснить.
Для каждого объекта DESI измеряла красное смещение — искажение света, показывающее, как быстро объект удаляется от нас. В опубликованном описании прибора объясняется, как десять спектрографов — устройств, разделяющих свет по цветам, — преобразовывали слабые сигналы в измеримые координаты. Накопленные миллионы расстояний превратили плоское небо в трехмерную летопись, охватывающую период примерно в 11 миллиардов лет истории. Даже такой охват не позволяет увидеть каждый регион, поскольку наша собственная галактика блокирует часть слабого фонового света, поступающего извне.
Положение галактик имеет значение, потому что гравитация притягивает материю в скопления, оставляя за собой узоры, которые формируются в результате расширения галактик на протяжении глубокого космического времени.
Космологи измеряют барионные акустические колебания, древние закономерности расположения атомов в материи, чтобы сравнить раннюю структуру с более поздней. Трехлетний анализ показал, что эти закономерности соответствуют стандартным ожиданиям, но лучше проявляются в случаях, когда темная энергия может изменяться. Этот результат усиливает давление на хорошо известную идею, хотя скрытая проблема с данными всё ещё может её ослабить.
Хорошо известное понятие — это космологическая постоянная, член Эйнштейна, обозначающий фиксированную энергию пустого пространства. Согласно этой точке зрения, тёмная энергия никогда не меняется, поэтому расширение космоса должно следовать одному устойчивому долгосрочному пути.
Новые измерения DESI снижают некоторые из существующих противоречий, однако они не опровергают гипотезу о существовании изменяющейся во времени темной энергии. Для более убедительных доказательств потребуется, чтобы завершенная карта выдержала проверку на наличие взрывов звезд и более древнего света из ранней Вселенной.
В Национальной обсерватории Китт-Пик, расположенной на вершине горы в Аризоне, DESI работала в условиях жары, непогоды и перебоев в работе. Его роботизированные позиционеры волокон, крошечные манипуляторы, которые направляют несущие свет волокна, перенацеливали сеть примерно каждые 10-20 минут.
Лесной пожар 2022 года на несколько месяцев лишил пожарных услуг электроснабжение и доступ в интернет, но бригадам удалось восстановить достаточное количество ночей наблюдений, чтобы завершить работы раньше срока.
После завершения запланированного исследования команда продолжила наблюдения DESI до 2028 года, вместо того чтобы приостановить работу прибора и ждать. Цель этого расширения — увеличить площадь, охватываемую обзором неба, примерно на одну пятую.
Более твердые области находятся вблизи яркой плоскости Млечного пути или ниже в южной части неба, где происходит интерференция со стороны атмосферы. Более широкое освещение событий может ужесточить критерии оценки потенциала роста, но оно также вносит путаницу, к которой аналитики должны относиться с осторожностью, прежде чем доверять их выводам.
В ходе тех же наблюдений было зафиксировано более 20 миллионов близлежащих звёзд внутри и вокруг Млечного пути. Эти звезды помогают составить карту темной материи — невидимой массы, обнаруживаемой гравитацией, — поскольку их движение выявляет скрытое притяжение.
Малые карликовые галактики, маломассивные компаньоны более крупных галактик, особенно хорошо отражают это притяжение, когда гравитация искажает их звёзды.
В этой работе, выполненной неподалеку, не удаётся назвать частицы тёмной материи, но она может сузить область поиска доказательств для теоретиков. Завершенный набор данных теперь переходит в стадию обработки, где ученые проверяют координаты, устраняют ошибки и подготавливают общедоступные измерения.
В первом публичном выпуске данных DESI были представлены результаты 13 месяцев наблюдений, и уже содержалось 18,7 миллиона достоверных расстояний до космических объектов.
Полные результаты пятилетнего исследования темной энергии ожидаются в 2027 году, после того как коллаборация проверит самые точные утверждения карты на основе данных за все годы наблюдений.
До тех пор самым убедительным доказательством будет не ответ, а гораздо лучший способ его получить, подкрепив его доказательствами. Теперь к более точным измерениям расстояний, более жестким модельным тестам и новым целям, выходящим за рамки первоначального плана, добавилась увеличенная карта.
«Мы не знаем, что найдем, но думаем, это будет довольно захватывающе», — сказал Леви.
Почему загадочную рукопись Войнича до сих пор невозможно расшифровать
Тысячи загадочных слов, сотни непонятных иллюстраций и язык, который никто не может понять… На протяжении веков рукопись Войнича оставалась одной из самых неразрешимых загадок в мире лингвистики, криптографии и истории…
Вселенная может быть намного моложе, чем считалось
В последние несколько лет астрофизики застряли в тупике из-за упорного противоречия. Два разных метода измерения скорости расширения Вселенной дают два разных результата. Космологи называют этот разрыв «напряжением Хаббла», и это…
Семена, которые «слышат» дождь, прорастают на 40% быстрее
Представьте себе рисовое семечко, которое может «слышать» дождь еще до того, как намочит его, а затем вдруг «проснуться» и начать расти на 40% быстрее. Это звучит как начало ботанической сказки,…
МО: за ночь над регионами России сбили 151 украинский БПЛА
Средства ПВО за прошедшую ночь перехватили и уничтожили над регионами РФ, а также над акваторией Черного моря 151 украинский БПЛА самолетного типа. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение…
Шуваев: за сутки в Белгородской области при атаках ВСУ пострадали шесть человек
Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области 130 раз за прошедшие сутки. В результате ранения получили шесть мирных жителей, в том числе два подростка, сообщил губернатор региона Александр Шуваев в…
Работа сервисов на фоне атак на дата-центры "Яндекса". Что известно о ситуации
Сервисы "Яндекса" постепенно возвращаются к работе после сбоя, сообщили ТАСС в пресс-службе компании. Отмечается, что часть функций пока остается недоступна. ТАСС собрал основное о работе сервисов. Сбой и работы по…
Как Суворов помешал туркам сжечь Херсон и Черноморский флот
12 октября 1787 года турки высадили десант на Кинбурнской косе. Овладение этим клочком суши было лиш...
Первичный гелий еще раз подтверждает наше понимание Большого взрыва
В первые мгновения Большого взрыва образовались два элемента: водород и гелий. Технически, также был...
Финляндия ограничила доступ к полученным из России документам до 9999 года. А они таки оптимисты!
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".