Новое исследование, основанное на данных двух мощных астрономических обзоров, выявило, что эволюция Вселенной происходила более сложно, чем предполагали современные модели. Учёные, объединив данные наблюдений с телескопа Атакама (Atacama Cosmology Telescope, ACT) и спектроскопического инструмента тёмной энергии (Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI), создали своеобразную космическую «томографию», позволившую заглянуть в различные эпохи в истории мироздания. Результаты этого анализа показали, что Вселенная с течением времени стала менее неоднородной и «комковатой», чем предсказывали теории.
Телескоп ACT, предоставивший свои шестые и финальные данные, запечатлел космический микроволновый фон (CMB) – «эхо» Большого взрыва, свет, оставшийся от ранней Вселенной. CMB, также известный как «детская фотография» Вселенной или поверхность последнего рассеяния, представляет собой снимок мироздания, когда его возраст составлял около 380 000 лет. В момент его возникновения температура Вселенной составляла минус 270 градусов по Цельсию. Этот древний свет подвергается искажениям, так называемому «гравитационному линзированию», когда его траектория изгибается под воздействием гравитации массивных объектов на пути к наблюдателям на Земле.
DESI, в свою очередь, занимался картированием трёхмерной структуры Вселенной, наблюдая миллионы галактик, в особенности яркие красные галактики (LRG). Эти LRG служат своеобразными «космическими ориентирами», позволяющими определить распределение материи в пространстве. Данные первого года работы DESI были критически важны для исследования.
Математик Мэтью Мадхавачериль из Пенсильванского университета и аспирант Джошуа Ким возглавили научную группу, которая обнаружила расхождения между наблюдениями и теоретическими предсказаниями. Их «космическая томография» показала, что неоднородность распределения вещества во Вселенной, особенно около 4 миллиардов лет назад, значительно меньше, чем ожидалось. Это противоречие ставит под вопрос текущие космологические модели.
Использование данных, полученных ACT и DESI, позволило увидеть разные «снимки» Вселенной в различные периоды её развития. Комбинация «детской фотографии» Вселенной (CMB) и более поздних данных о распределении галактик позволила получить беспрецедентную картину эволюции космической структуры. Гравитационное линзирование, влияющее на CMB, предоставило информацию о том, как материя распределялась на протяжении всей истории Вселенной.
Сравнение данных показало, что со временем Вселенная стала более однородной, в отличие от предсказаний, что она должна была стать более неоднородной, то есть более «комковатой». Наблюдения показали, что материя в более поздние эпохи не так сильно сгруппирована, как ожидалось. Этот результат указывает на то, что процессы формирования и эволюции Вселенной могут быть гораздо более сложными, чем мы предполагали.
Открытие того, что Вселенная менее «комковатая», чем предсказывают модели, может указывать на пробелы в нашем понимании ключевых физических процессов. Возможно, существуют факторы, которые мы еще не учитываем в наших расчетах. Этот результат вызывает необходимость пересмотра и уточнения существующих космологических моделей.
Работа, опубликованная 10 декабря 2024 года в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, подчеркивает, что текущие космологические модели, возможно, требуют корректировки. Она также демонстрирует важность комплексного подхода к изучению космоса, где данные с разных источников объединяются для получения более полной картины.
Предстоящие наблюдения с помощью более мощных телескопов будут иметь решающее значение для дальнейшего изучения этих аномалий и уточнения нашего понимания эволюции Вселенной. Учёные надеются, что будущие исследования позволят пролить свет на причины несоответствий между теорией и наблюдениями.
Подобно тому, как врачи используют компьютерную томографию, чтобы исследовать внутренние структуры человеческого тела, астрономы смогли применить аналогичный подход, чтобы «просканировать» Вселенную. Это даёт возможность выявить скрытые детали и процессы, протекающие в мироздании.
Исследование не только раскрывает новые грани в понимании Вселенной, но и ставит перед астрономами новые задачи, требуя пересмотра фундаментальных концепций. Наблюдения за далекими галактиками, зафиксированные DESI и данные о «детской фотографии» Вселенной, сделанные ACT, – это лишь начало пути к разгадке тайн космоса. По мере того, как мы разрабатываем новые инструменты и методики, мы всё ближе подходим к пониманию того, как развивалась и формировалась Вселенная, в которой мы живём.
Изображение носит иллюстративный характер
Телескоп ACT, предоставивший свои шестые и финальные данные, запечатлел космический микроволновый фон (CMB) – «эхо» Большого взрыва, свет, оставшийся от ранней Вселенной. CMB, также известный как «детская фотография» Вселенной или поверхность последнего рассеяния, представляет собой снимок мироздания, когда его возраст составлял около 380 000 лет. В момент его возникновения температура Вселенной составляла минус 270 градусов по Цельсию. Этот древний свет подвергается искажениям, так называемому «гравитационному линзированию», когда его траектория изгибается под воздействием гравитации массивных объектов на пути к наблюдателям на Земле.
DESI, в свою очередь, занимался картированием трёхмерной структуры Вселенной, наблюдая миллионы галактик, в особенности яркие красные галактики (LRG). Эти LRG служат своеобразными «космическими ориентирами», позволяющими определить распределение материи в пространстве. Данные первого года работы DESI были критически важны для исследования.
Математик Мэтью Мадхавачериль из Пенсильванского университета и аспирант Джошуа Ким возглавили научную группу, которая обнаружила расхождения между наблюдениями и теоретическими предсказаниями. Их «космическая томография» показала, что неоднородность распределения вещества во Вселенной, особенно около 4 миллиардов лет назад, значительно меньше, чем ожидалось. Это противоречие ставит под вопрос текущие космологические модели.
Использование данных, полученных ACT и DESI, позволило увидеть разные «снимки» Вселенной в различные периоды её развития. Комбинация «детской фотографии» Вселенной (CMB) и более поздних данных о распределении галактик позволила получить беспрецедентную картину эволюции космической структуры. Гравитационное линзирование, влияющее на CMB, предоставило информацию о том, как материя распределялась на протяжении всей истории Вселенной.
Сравнение данных показало, что со временем Вселенная стала более однородной, в отличие от предсказаний, что она должна была стать более неоднородной, то есть более «комковатой». Наблюдения показали, что материя в более поздние эпохи не так сильно сгруппирована, как ожидалось. Этот результат указывает на то, что процессы формирования и эволюции Вселенной могут быть гораздо более сложными, чем мы предполагали.
Открытие того, что Вселенная менее «комковатая», чем предсказывают модели, может указывать на пробелы в нашем понимании ключевых физических процессов. Возможно, существуют факторы, которые мы еще не учитываем в наших расчетах. Этот результат вызывает необходимость пересмотра и уточнения существующих космологических моделей.
Работа, опубликованная 10 декабря 2024 года в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, подчеркивает, что текущие космологические модели, возможно, требуют корректировки. Она также демонстрирует важность комплексного подхода к изучению космоса, где данные с разных источников объединяются для получения более полной картины.
Предстоящие наблюдения с помощью более мощных телескопов будут иметь решающее значение для дальнейшего изучения этих аномалий и уточнения нашего понимания эволюции Вселенной. Учёные надеются, что будущие исследования позволят пролить свет на причины несоответствий между теорией и наблюдениями.
Подобно тому, как врачи используют компьютерную томографию, чтобы исследовать внутренние структуры человеческого тела, астрономы смогли применить аналогичный подход, чтобы «просканировать» Вселенную. Это даёт возможность выявить скрытые детали и процессы, протекающие в мироздании.
Исследование не только раскрывает новые грани в понимании Вселенной, но и ставит перед астрономами новые задачи, требуя пересмотра фундаментальных концепций. Наблюдения за далекими галактиками, зафиксированные DESI и данные о «детской фотографии» Вселенной, сделанные ACT, – это лишь начало пути к разгадке тайн космоса. По мере того, как мы разрабатываем новые инструменты и методики, мы всё ближе подходим к пониманию того, как развивалась и формировалась Вселенная, в которой мы живём.
