Астрономи склали найдетальнішу карту загадкової темної матерії, використовуючи найперше світло Всесвіту, і «новаторське» зображення, можливо, ще раз довело правоту Айнштайна.
Нове зображення, зроблене з використанням світла віком 14 мільярдів років від бурхливих наслідків Великого вибуху, показує величезні вусики матерії, які утворилися незабаром після вибуху Всесвіту. Виявилося, що форми цих вусиків надзвичайно схожі на ті, що були передбачені за допомогою загальної теорії відносності Айнштайна, повідомляє сайт Live Science.
Новий результат суперечить попереднім картам темної матерії, які свідчили про те, що космічне павутиння — гігантська мережа перехрещених небесних магістралей, вимощених воднем і темною матерією, що охоплює Всесвіт — менш складна, ніж передбачала теорія Айнштайна.
Астрономи представили свої висновки 11 квітня на конференції Future Science with CMB x LSS в японському Інституті теоретичної фізики Юкава.
«Ми створили нову карту мас, використовуючи викривлення світла, що залишилося від Великого вибуху», — сказав у заяві Метью Мадхавачеріл, космолог з Університету Пенсільванії. «Примітно, що вона забезпечує вимірювання, які показують, що і «грудкуватість» Всесвіту, і швидкість, з якою він зростає після 14 мільярдів років еволюції, є саме тими, що ви очікуєте від нашої стандартної моделі космології, заснованої на теорії Айнштайна».
Вчені вважають, що Всесвіт, який утворився після Великого вибуху, ряснів матерією, а також частинками антиматерії, які ідентичні своїм аналогам матерії, але з протилежними електричними зарядами.
Оскільки матерія та антиматерія анігілюють одна одну під час зіткнення, якби обидві були створені в однаковій мірі, уся матерія Всесвіту мала б бути знищена. Проте тканина простору-часу, що швидко розширюється, разом із деякими корисними квантовими флуктуаціями зберігала недоторканими осередки первісної плазми Всесвіту.
Потім, згідно з правилами, встановленими теорією відносності Айнштайна, сила тяжіння стискала й нагрівала ці плазмові кишені так, що звукові хвилі — так звані баріонні акустичні коливання — виходили зі згустків на половину швидкості світла. Ці гігантські хвилі виштовхнули матерію, яка ще не була всмоктана сама собою, створивши дитячу космічну павутину: серію тонких плівок, що оточують незліченні космічні порожнечі, як гніздо мильних бульбашок у раковині.
Коли ця матерія охолола, вона об’єдналася в перші зірки, які утворили в багаті речовиною галактики в місцях зустрічі заплутаних ниток павутини.
Але в минулому астрономи, які вивчали космічну павутину, виявили, здавалося б, величезну розбіжність — речовина була значно більш рівномірно розподілена та менш грудкувата, ніж очікувалося. Це було зловісною ознакою того, що в існуючих космологічних моделях не вистачає важливої фізики.
Щоб дослідити цю очевидну невідповідність, дослідники звернулися до космологічного телескопа Атакама (ACT) Національного наукового фонду США (NSF) у Чилі, який просканував чверть всього нічного неба з 2007 по 2022 рік. Використовуючи свій неймовірно чутливий мікрохвильовий детектор, телескоп зібрав світло від космічного мікрохвильового фонового випромінювання (CMB) — перше світло у Всесвіті виникло лише через 380 000 років після Великого вибуху — і використав процес, який називається гравітаційним лінзуванням, щоб відобразити концентрацію речовини в CMB.
Гравітаційне лінзування — це явище, за якого світло, що рухається через область простору-часу, спотворену потужними гравітаційними полями, поширюється за кривою — деформується та скручується крізь гігантське дзеркало, доки не виходить у вигляді розтягнутої дуги, яка називається кільцем Айнштайна. Гравітаційне лінзування може виявляти темну матерію, яка становить 85% матерії Всесвіту, але її неможливо спостерігати безпосередньо.
Нова карта суперечила попереднім, зробленим за допомогою видимого світла галактик, і показала, що оригінальна теорія Айнштайна була набагато точнішою, ніж вважалося спочатку.
Що це означає для нашого загального уявлення про ранню еволюцію космосу, ще занадто рано говорити. Але дослідники припускають, що додаткові карти, зроблені з використанням даних ACT і свіжих спостережень з обсерваторії Саймонса — телескопа пустелі Атакама, який ще будується, який може сканувати небо в 10 разів швидше, ніж ACT — може нарешті розгадати заплутану космічну таємницю.
Читайте також: