Науковці оприлюднили одну з найточніших мап розподілу матерії Всесвіту, які коли-небудь створювали.

Одне дивовижне відкриття, на яке вказує мапа, полягає в тому, що матерія не так сильно скупчена, як це передбачає нинішня найкраща модель Всесвіту. Тобто чогось може не вистачати в стандартній космологічній моделі.

Нова мапа дає змогу науковцям з’ясувати розподіл матерії в дуже ранньому Всесвіті, тобто ще до того, як вона сформувала галактики, зорі та планети. Така мапа може дати вченим краще розуміння того, як розвивався Всесвіт.

Матерія утворилася після Великого Вибуху приблизно 13,8 мільярдів років, ще до того, як Всесвіт зазнав дуже великого розширення. Після розширення ця матерія, переважно у формі водню та гелію, охолоджувалася, що привело до утворення перших зір, які потім синтезували важчі елементи.

Відстежуючи шлях цієї первісної матерії на початку існування Всесвіту та спостерігаючи її розподіл нині, вчені можуть перемотати час назад і відтворити ранню епоху еволюції Всесвіту. Однак для цього потрібна величезна кількість астрономічних даних.

Для створення нової мапи група науковців використала дані, зібрані в Огляді темної енергії в Чилі та Телескопом Південного полюса. Така комбінація спостережних методів допомогла дослідникам переконатися, що помилка в одному наборі даних не псує загальні результати.

«Це функціонує як перехресна перевірка, тож результати вимірювань набагато надійніші, ніж якщо б ви просто використовували один з цих методів», — сказав Чихвей Чанґ (Chihway Chang), астрофізик із Чиказького університету та один із головних авторів дослідження.

І темна матерія також

І в Огляді темної енергії (Dark Energy Survey), який науковці виконували протягом 2013 — 2019 років, і під час спостережень за допомогою Телескопа Південного полюса (South Pole Telescope) використовували метод під назвою гравітаційне лінзування. Оскільки маса спричиняє деформацію простору-часу, коли світло від об’єкта тла проходить повз масивний об’єкт переднього плану, вона заломлює шлях цього світла. У деяких випадках це приводить до того, що об’єкт переднього плану діє як природна лінза, підсилюючи світло від об’єкта тла. Що більша маса, то більша кривизна простору-часу і, отже, сильніший вплив на світло, тобто масивні галактики у полі нашого зору утворюють сильні гравітаційні лінзи.

Хоча гравітаційне лінзування добре допомагає спостерігати звичайну матерію, тобто видиму речовину з якої складаються зорі та планети, цю методику також з успіхом застосовують для відстеження темної матерії — загадкової субстанції, яка становить близько 85% маси Всесвіту. Темна матерія невидима, оскільки вона не взаємодіє зі світлом, але про її існування можна здогадатися за допомогою гравітаційних лінз, оскільки вона проявляє себе через гравітаційну взаємодію.

Дослідження темної енергії в Чилі. Автор зображення Андреас Пападопулос (Andreas Papadopoulos). Фото з сайту www.space.com.

Автори дослідження зазначають, що вони використовували два набори даних, щоб точніше визначити розташування матерії Всесвіту, ніж це було можливо у попередніх спостереженнях. Хоча більшість результатів узгоджується з сучасними теоріями еволюції Всесвіту, були ознаки цікавої невідповідності, яку виявили раніше з аналізу даних попередніх спостережень.

«Схоже, що в нинішньому Всесвіті дещо менше флуктуацій, ніж ми могли б передбачити, якщо припустити, що наша стандартна космологічна модель описує поведінку раннього Всесвіту», — сказав Ерік Бакстер (Eric Baxter), астрофізик з Гавайського університету та учасник дослідницької групи.

Результати свідчать про те, що Всесвіт є менш «клоччастий» — матерія скупчується у певних ділянках, а не рівномірно розподілена, як це випливає з попередніх космологічних моделей. Це може означати, що в нинішній моделі Всесвіту чогось не вистачає. Однак, щоб підтвердити цю ідею, має бути більше досліджень і проєктів картографування космічного простору, де такі  розбіжності будуть очевидними.

Поточний проєкт значущий, бо він спирається на два дуже різні джерела даних для отримання корисної інформації та може вказувати на майбутню схожу співпрацю нових великих обсерваторій.

«Я вважаю, що це дослідження показало як труднощі, так і переваги виконання таких аналізів», — сказав Чанґ. «Є багато нових речей, які ви можете зробити, якщо спостерігати Всесвіт під різними кутам погляду».

За інф. з сайту www.space.com