Учените публикуваха нова карта на цялата материя във Вселената

Понякога, за да разберете какъв е проблемът, първо трябва да го намерите.

Когато вселена започна, материята беше изхвърлена навън и постепенно формира планетите, звездите и галактиките, които познаваме и обичаме днес. Чрез внимателно сглобяване на карта на тази материя днес учените могат да се опитат да разберат силите, които са оформили еволюция на вселената.

Група учени, включително няколко от Университета на Чикаго и Националната лаборатория за ускоряване на Ферми, публикуваха едно от най-прецизните измервания, правени някога за това как материята се разпределя във Вселената днес.

Комбинирайки данни от две големи телескопни проучвания на Вселената, изследването на тъмната енергия и телескопа на Южния полюс, анализът включва повече от 150 изследователи и е публикуван като набор от три статии на 31 януари в Физически преглед D.

Наред с други констатации, анализът показва, че материята не е толкова “тромава”, колкото бихме очаквали въз основа на настоящия ни най-добър модел на Вселената, което добавя към набор от доказателства, че може да има нещо, което липсва в нашия съществуващ стандартен модел на Вселената .

Охлаждане и бучки

След като Големият взрив създаде цялата материя във Вселената в много горещи, интензивни няколко момента преди около 13 милиарда години, тази материя се разпространяваше навън, охлаждайки се и струпвайки се. Учените са много заинтересовани да проследят пътя на тази материя; като видят къде е завършила цялата материя, те могат да се опитат да пресъздадат какво се е случило и какви сили е трябвало да участват.

Първата стъпка е събирането на огромни количества данни с телескопи.

В това проучване учените комбинираха данни от две много различни проучвания с телескоп: Изследване на тъмната енергиякойто изследва небето в продължение на шест години от планински връх в Чили, и Телескоп на Южния полюскойто търси слабите следи от радиация, които все още пътуват по небето от първите няколко мига на Вселената.

Комбинирането на два различни метода за гледане на небето намалява вероятността резултатите да бъдат изхвърлени поради грешка в една от формите на измерване. „Функционира като кръстосана проверка, така че става много по-стабилно измерване, отколкото ако просто сте използвали едното или другото“, каза астрофизикът от UChicago Chihway Chang, един от водещите автори на проучванията.

И в двата случая анализът разглежда феномен, наречен “гравитационни лещи”. Докато светлината пътува през Вселената, тя може да бъде леко огъната, докато преминава покрай обекти с много гравитация, като галактики.

Този метод улавя както обикновена материя, така и тъмна материя— мистериозната форма на материя, която сме открили само поради въздействието й върху обикновената материя — тъй като както обикновената, така и тъмната материя упражняват гравитация.

Чрез стриктно анализиране на тези два набора от данни учените биха могли да направят извода къде се е озовала цялата материя във Вселената. То е по-прецизно от предишните измервания—т.е. стеснява възможностите за това къде това материя приключиха – в сравнение с предишни анализи, казаха авторите.

По-голямата част от резултатите съвпадат перфектно с приетата в момента най-добра теория за Вселената.

Но има и признаци на пукнатина – такава, която е била предполагана в миналото и от други анализи.

„Изглежда, че има малко по-малко флуктуации в настоящата вселена, отколкото бихме предвидили, ако приемем, че нашият стандартен космологичен модел е закотвен към ранна вселена“, каза съавторът на анализа и астрофизик от Хавайския университет Ерик Бакстър (UChicago Ph.D.’14).

Тоест, ако направите модел, включващ всички приети в момента физични закони, след това вземете показанията от началото на Вселената и ги екстраполирате напред във времето, резултатите изглеждат малко по-различни от това, което всъщност измерваме около нас днес.

По-конкретно, днешните показания установяват, че Вселената е по-малко “тромава” – групирана в определени области, а не равномерно разпределена – отколкото моделът би предвидил.

Ако други проучвания продължат да откриват същите резултати, казват учените, това може да означава, че нещо липсва в нашия съществуващ модел на Вселената, но резултатите все още не са на статистическото ниво, което учените смятат за желязно. Това ще изисква допълнително проучване.

Анализът обаче е забележителен, тъй като даде полезна информация от две много различни телескоп проучвания. Това е дългоочаквана стратегия за бъдещето на астрофизиката, тъй като през следващите десетилетия ще бъдат пуснати повече големи телескопи, но малко от тях все още са били извършени.

„Мисля, че това упражнение показа както предизвикателствата, така и ползите от извършването на тези видове анализи“, каза Чанг. „Има много нови неща, които можете да направите, когато комбинирате тези различни ъгли на гледане на Вселената.“

Юки Омори, асоцииран сътрудник на Чикагския университет на Кавли, също беше водещ съавтор на документите.