Увидеть невидимое — наше представление о темной материи может быть ошибочным

Используя Hyper Suprime-Cam (HSC), ученые изучили распределение темной материи и обнаружила несоответствие между современной и ранней Вселенной. Это несоответствие может указывать на непризнанную ошибку или намекать на неполную стандартную космологическую модель.

Увидеть невидимое — наше представление о темной материи может быть ошибочным

Как можно увидеть невидимое? То что звучит как логический парадокс для обывателей для современных астрономов представляет собой реальную задачу: как измерить темную материю, которая по определению не излучает свет? Ответ прост и элегантен: посмотреть на то, как это влияет на вещи, которые вы видите. В случае с темной материей астрономы наблюдают, как свет от далеких галактик огибает ее.

Международная команда астрофизиков и космологов провела последний год, разгадывая секреты этого неуловимого материала, используя сложное компьютерное моделирование и наблюдения с одной из самых мощных астрономических камер в мире Hyper Suprime-Cam (HSC). Группу возглавляют астрономы из Принстонского университета и астрономические сообщества Японии и Тайваня, используя данные первых трех лет обзора неба HSC, широкоугольного обзора, проведенного с помощью 8,2-метрового телескопа Subaru на вершине горы Маунакеа на Гавайях.

В ходе своей работы ученые обнаружили одну странность. Команда измерила значение "комковатости" темной материи Вселенной (значение известное как "S8"), которое принято за 0,776. Вот только для ранней Вселенной это значение составляет 0,83. Разрыв между этими двумя значениями невелик, но по мере того, как все больше и больше исследований подтверждают каждое из двух значений, он не кажется случайным. Либо несовершенны способы измерения, либо в самом нашем понимании Вселенной закралась ошибка.

Увидеть невидимое — наше представление о темной материи может быть ошибочным

Источник: NAOJ.

Пример трехмерного распределения темной материи, полученный с помощью HSC-SSP. Эта карта получена с использованием данных за первый год, но в новом исследовании изучалась область на небе примерно в три раза больше, чем эта.

Почему такая маленькая разница в числах так важна, и кому вообще нужно определять области и распределение сгустков темной материи? Все дело в современной стандартной модели космологии, которая только на первый взгляд кажется чем-то сложным и непостижимым.

Согласно стандартной модели, Вселенная расширялась с момента Большого Взрыва 13,8 миллиардов лет назад: она начиналась почти идеально гладкой, но гравитационное воздействие на тонкие флуктуации Вселенной создало структуру — галактики, окутанные сгустками темной материи — формировать. В современной Вселенной относительный вклад обычной материи, темной материи и темной энергии составляет около 5%, 25% и 70% плюс крошечный вклад фотонов.

Стандартная модель определяется всего несколькими числами: скоростью расширения Вселенной, степенью того, насколько комковатая темная материя (S8); соотношением составляющих вселенной (числа 5%, 25%, 70% выше), общей плотностью Вселенной и техническая величина, описывающая, как комковатость Вселенной в больших масштабах соотносится с выборкой в малых масштабах.

Таким образом, целая серия исследований ставит под сомнение все эти расчеты, говоря об изменении одной из немногих переменных, с течением времени. Ученым еще предстоит определить дальнейшую судьбу полученных данных, но эта работа показывает, что в стандартной космологической модели необходимы некоторые изменения, и что есть некоторая фундаментальная часть космологии, которую еще предстоит открыть.

Читайте также

Китай предложил использовать роботов-собак на будущей лунной базе

Китай предложил использовать роботов-собак на будущей лунной базе

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

NASA заменяло модемы в ноутбуках для МКС на единый космический разъем питания

NASA заменяло модемы в ноутбуках для МКС на единый космический разъем питания

Илон Маск подтвердил планы SpaceX построить роботизированные заводы на Луне

Илон Маск подтвердил планы SpaceX построить роботизированные заводы на Луне

NASA нашло способ продлить работу Voyager 2: легендарный зонд сможет дольше исследовать межзвездное пространство

NASA нашло способ продлить работу Voyager 2: легендарный зонд сможет дольше исследовать межзвездное пространство

NASA показало мини-вертолеты SkyFall с необычными «плащами» для поиска льда на Марсе

NASA показало мини-вертолеты SkyFall с необычными «плащами» для поиска льда на Марсе

От «Луны-2» до Falcon 9: как человечество уже более 65 лет врезается в Луну

От «Луны-2» до Falcon 9: как человечество уже более 65 лет врезается в Луну

Южнокорейский зонд Danuri нашел кратер от падения ступени Falcon 9 на Луну

Южнокорейский зонд Danuri нашел кратер от падения ступени Falcon 9 на Луну

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

ИИ точно прогнозирует свойства новых материалов по химической формуле

ИИ точно прогнозирует свойства новых материалов по химической формуле

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Магнитофотонный кристалл управляет интенсивностью света для нужд оптических компьютеров

Магнитофотонный кристалл управляет интенсивностью света для нужд оптических компьютеров

Нейросетевой модуль для слуховых аппаратов очищает речь от шума за миллисекунды

Нейросетевой модуль для слуховых аппаратов очищает речь от шума за миллисекунды