Астрофизики создают трёхмерную карту вселенной отражающую всю её историю

На данный момент наше понимание истории вселенной весьма обрывочно. Сотни исследований и научных работы раскрывают тайны её зарождения и первых лет жизни. Также, благодаря современным телескопам, мы можем легко заглянуть на 2-3 миллиона лет назад, но существует огромный отрезок в 11 миллиардов лет, о котором нам мало что известно. В 2014 году был дан старт амбициозному проекту, который был призван не только восполнить это пробел в истории Вселенной, но и сформировать наиболее полную трёхмерную карту. И спустя шесть лет работы исследователи представили результат всему миру.

Выпущенное сегодня в форме более двадцати научных публикаций, это последнее картографирование ночного неба является результатом анализа нескольких миллионов галактик и квазаров. Изначальная модель базировалась на данных, собранных ещё в 1998 году. Сравнение более актуальной информации с ранними картами вселенной позволили заполнить определенные пробелы в истории и улучшить понимание механизмов, лежащих в основе расширения Вселенной.

EPFL (Федеральная политехническая школа Лозанны), на сайте которой и были выложены подробные результаты работы, принимает непосредственное участие в этом важном проекте. Это исследование, названное «Расширенное спектроскопическое исследование барионных колебаний» (eBOSS), является плодом совместной работы более 100 астрофизиков. Руководителем проекта является Жан-Поль Кнейб, который возглавляет Астрофизическую лабораторию EPFL (LASTRO).

Карта SDSS показана в виде радуги цветов, расположенной в наблюдаемой Вселенной (внешняя сфера показывает колебания фонового космического микроволнового излучения)

Окончательная карта показывает нити материи и пустоты, которые более точно определяют структуру Вселенной с момента ее возникновения, когда ей было всего 380 000 лет. Начиная с этой временной отметки, исследователи выявляли повторяющиеся закономерности в распределении галактик, таким образом, идентифицируя несколько ключевых космологических параметров, включая плотность гипотетической темной материи и энергии во Вселенной.

Чтобы провести это исследование, команды, вовлеченные в проект eBOSS, изучили различные галактические следы, которые показывают распределение массы во Вселенной. На той части карты, которая демонстрирует Вселенную шесть миллиардов лет назад, исследователи наблюдали за самыми старыми и самыми красными галактики. Для более отдаленных эпох они концентрировались на самых молодых галактиках, голубых. Чтобы погрузиться глубже, на одиннадцать миллиардов лет, использовались квазары.

Эта карта раскрывает историю Вселенной и, в частности, то, что расширение Вселенной в какой-то момент начало ускоряться, и эта скорость продолжает увеличиваться. По-видимому, это происходит из-за присутствия темной энергии, невидимого элемента, который естественным образом вписывается в общую теорию относительности Эйнштейна, но природа и происхождения которого не ясны.

Когда наблюдения eBOSS сравниваются с исследованиями первых дней существования Вселенной, возникают расхождения в оценках скорости расширения. В настоящее время принятая скорость расширения, называемая «постоянной Хаббла», на 10% медленнее, чем значение, рассчитанное по расстояниям между ближайшими к нам галактиками. Маловероятно, что эта разница в 10% является случайной из-за высокой точности и большого разнообразия данных в базе данных eBOSS.

На сегодняшний день нет общепринятого объяснения этих разногласий между различными оценками скорости расширения, но тот факт, что неизвестная форма материи или энергии из ранней Вселенной могла оставить след в нашей истории, представляет собой интересную гипотезу.