Когда Вселенная зародилась, материя была выброшена наружу и постепенно образовала планеты, звезды и галактики, которые мы знаем и любим сегодня. Тщательно составляя карту этой материи сегодня, ученые могут попытаться понять силы, сформировавшие эволюцию Вселенной.
Объединив данные двух крупных телескопов Вселенной, Dark Energy Survey и South Pole Telescope, в анализе приняли участие более 150 исследователей, и он был опубликован в виде набора из трех статейв журнале Physical Review D. Анализ показывает, что материя не такая «комковатая», как можно было бы ожидать, основываясь на текущей модели Вселенной.
После того, как Большой взрыв создал всю материю во Вселенной около 13 миллиардов лет назад, эта материя стала распространяться наружу, охлаждаясь и сжимаясь. Ученые заинтересованы в том, чтобы проследить путь этой материи; увидев, где все закончилось, они могут попытаться воссоздать то, что произошло, и какие силы должны были быть задействованы.
Первый шаг — это сбор огромного количества данных с помощью телескопов. В исследовании ученые объединили данные двух очень разных обзоров телескопов: The Dark Energy Survey, в ходе которого в течение шести лет наблюдалось небо с вершины горы в Чили, и телескопа Южного полюса, который ищет слабые следы радиации, которые все еще находятся в движении с первых мгновений Вселенной.
Сочетание двух разных методов наблюдения за небом снижает вероятность того, что результаты будут искажены ошибкой в одном из способов измерения.
Наложив карты неба с телескопа Dark Energy Survey (слева) и телескопа Южного полюса (справа), команда смогла составить карту того, как распределяется материя, что имеет решающее значение для понимания сил, формирующих вселенную.
Наш способ работает как перекрестная проверка, поэтому становится гораздо более надежным измерением, чем если бы вы просто использовали одно или другое
— астрофизик Чикагского университета Чихвей Чанг, один из ведущих авторов исследования.
В обоих случаях анализ рассматривал явление, называемое гравитационным линзированием. Когда свет путешествует по Вселенной, он может слегка искривляться, проходя мимо объектов с сильной гравитацией, таких как галактики.
Этот метод улавливает как обычную материю, так и темную материю — таинственную форму материи, которую обнаружили только из-за ее воздействия на обычную материю, — потому что и обычная, и темная материя обладают гравитацией.
Тщательно проанализировав эти два набора данных, ученые смогли сделать вывод, где во Вселенной оказалась вся материя. По словам авторов, это более точное, чем предыдущие измерения. Большинство результатов идеально согласуются с принятой в настоящее время лучшей теорией Вселенной. Но есть и расхождения, о которых в прошлом говорили и другие анализы.
Похоже, что в современной Вселенной флуктуаций немного меньше, чем мы могли бы предсказать, предполагая, что наша стандартная космологическая модель привязана к ранней Вселенной. То есть, если вы сделаете модель, включающую все принятые в настоящее время физические законы, а затем возьмете показания с начала Вселенной и экстраполируете их вперед во времени, результаты будут немного отличаться от того, что мы на самом деле измеряем сегодня
— соавтор анализа и астрофизик из Гавайского университета Эрик Бакстер.
Современные исследования показали, что Вселенная менее «комковатая» — она сгруппирована в определенных областях, а не распределена равномерно, — как предполагает прошлая модель.
Если другие исследования подтвердят результаты, это может означать, что в текущей модели Вселенной чего-то не хватает, но исследования еще не достигли статистического уровня.
Тем не менее, этот анализ является важной вехой, поскольку он дал полезную информацию из двух очень разных обзоров телескопа. Это долгожданная стратегия для будущего астрофизики, поскольку в ближайшие десятилетия в сети появится больше крупных телескопов.
