Учени съставиха най-подробната карта на материята във Вселената

Учени съставиха най-подробната карта на материята във Вселената

Международен екип астрономи е разработил най-подробната към момента карта на разпределение на материята във Вселената. Тя включва описание не само на обектите обикновена материя, от която са формирани планетите, звездите, черните дупки и галактиките, но също така и тъмната материя – неизучена невидима маса, която създава по-силна гравитация, необяснима от позицията на обикновената материя.

Фактическото разпределение на материята в пространството не съответства на очакванията на учените, а това означава, че в сегашния стандартен космологичен модел нещо не достига. Предполага се, че в момента на Големия взрив цялата материя във Вселената е била събрана в сингулярност – точка с безкрайно висока плътност и изключително висока температура. Тя внезапно се е взривила, изригвайки кварки, които са формирали протони и неутрони. След няколко стотин хиляди години са се образували атомите на водорода и хелия, от които пък са започнали да се образуват обектите във Вселената.

По-нататъшното разпределение на тези атоми е донякъде детективска работа, изходната информация за която е това, как изглежда Вселената днес. Около 75% от материята все още е напълно невидима за съвременните методи за наблюдение – тази тъмна материя се открива само косвено, тъй като тя създава по-силно от нормалното гравитационно поле на обикновената материя. Това се проявява, например, в това, че галактиките се въртят по-бързо, както и в ефекта гравитационни лещи. Когато нещо има много голяма маса, например струпване на хиляди галактики, гравитационното поле се оказва достатъчно силно, за да изкривява пространството и времето. Преминаващата през подобна гравитационна леща светлина променя траекторията си и може да се усилва.

При създаването на карта на материята във Вселената, учените са сравнили данните от гравитационните лещи, събрани в рамките на проекта Dark Energy Survey в близкия ултравиолетов, видимия и близкия инфрачервен диапазон, както и получените от Южния полярен телескоп, който измерва слабия космически микровълнов фон – реликтово лъчения, възникнало при първичната рекомбинация на водорода малко след Големия взрив. Двата източника на информация осигуряват кръстосана проверка на данните.

Крайната карта е съставена на базата на положението на галактиките, тяхното пречупване през гравитационните лещи и пречупването на микровълновия фон – тези данни могат да се използват за изграждане на хипотези за разпределението на материята във Вселената. По-нататък тя може да се сравнява с други модели и симулации на еволюцията на Вселената, което ще позволи да се разбере съответства ли теорията на фактическото разпределение на материята. Учените вече са направили няколко ставнения и са открили, че съставената от тях карта до коляма степен съответства на моделите, с изключение на някои малки разлики – материята се разпределя по-равномерно, отколкото се предсказва от теорията.

Наука