|
Подтверждения теории гравитации Эйнштейна
|
|
|
|
На протяжении тысячелетий люди были очарованы тайнами космоса. В отличие от древних философов, воображавших происхождение Вселенной, современные космологи используют количественные инструменты, чтобы получить представление об эволюции и структуре Вселенной. Современная космология восходит к началу 20 века, с развитием общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Теперь исследователи из коллаборации Atacama Cosmology Telescope (ACT) создали революционное новое изображение, которое показывает самую подробную карту темной материи, распределенной по четверти всего неба и простирающейся вглубь космоса. Более того, это подтверждает теорию Эйнштейна о том, как массивные структуры растут и преломляют свет на протяжении всего 14-миллиардного периода жизни Вселенной.
|
|
|
|
«Мы нанесли на карту невидимую темную материю по всему небу на самые большие расстояния и ясно видим особенности этого невидимого мира, которые простираются на сотни миллионов световых лет в поперечнике», — говорит Блейк Шервин, профессор космологии Кембриджского университета. он возглавляет группу исследователей ACT. «Это выглядит именно так, как предсказывают наши теории». Несмотря на то, что она составляет 85% Вселенной и влияет на ее эволюцию, темную материю было трудно обнаружить, поскольку она не взаимодействует со светом или другими формами электромагнитного излучения. Насколько нам известно, темная материя взаимодействует только с гравитацией.
|
|
|
Чтобы отследить его, более 160 сотрудников, которые построили и собрали данные с космологического телескопа Атакама Национального научного фонда в высокогорных чилийских Андах, наблюдают свет, излучаемый после начала формирования Вселенной, Большого взрыва, когда Вселенной было всего 380 000 лет. лет. Космологи часто называют этот рассеянный свет, заполняющий всю нашу вселенную, «детским изображением вселенной», но формально он известен как космическое микроволновое фоновое излучение (CMB). Команда отслеживает, как гравитационное притяжение больших, тяжелых структур, включая темную материю, искажает реликтовое излучение на его 14-миллиардном пути к нам, подобно тому, как увеличительное стекло искривляет свет, проходящий через его линзу.
|
|
|
|
«Мы создали новую карту масс, используя искажения света, оставшиеся после Большого взрыва», — говорит Мэтью Мадхавачерил, доцент кафедры физики и астрономии Пенсильванского университета. «Примечательно, что он обеспечивает измерения, которые показывают, что как «комковатость» Вселенной, так и скорость, с которой она растет после 14 миллиардов лет эволюции, — это именно то, что вы ожидаете от нашей стандартной модели космологии, основанной на теории гравитации Эйнштейна».
|
|
|
|
Шервин добавляет: «Наши результаты также дают новый взгляд на продолжающиеся дебаты, которые некоторые называют «Кризисом в космологии», объясняя, что этот кризис связан с недавними измерениями, в которых используется другой фоновый свет, который излучается звездами в галактиках, а не реликтовым излучением. . Это дало результаты, которые предполагают, что темная материя не была достаточно комковатой в соответствии со стандартной космологической моделью, и вызвали опасения, что модель может быть нарушена. Тем не менее, последние результаты команды ACT позволили точно оценить, что огромные шишки, видимые на этом изображении, имеют правильный размер.
|
|
|
|
«Когда я впервые увидел их, наши измерения настолько хорошо согласовывались с лежащей в их основе теорией, что мне потребовалось некоторое время, чтобы обработать результаты», — говорит кембриджский доктор философии. студент Фрэнк Ку, член исследовательской группы. «Будет интересно посмотреть, как будет разрешено это возможное несоответствие между различными измерениями». «Данные линзирования реликтового излучения конкурируют с более традиционными обзорами видимого света от галактик в их способности отслеживать сумму того, что там находится», — говорит Сюзанна Стэггс, директор ACT и профессор физики Генри ДеВольфа Смита в Принстонском университете. «Вместе линзирование реликтового излучения и лучшие оптические обзоры проясняют эволюцию всей массы во Вселенной».
|
|
|
|
«Когда мы предложили этот эксперимент в 2003 году, мы понятия не имели, сколько информации можно получить с помощью нашего телескопа», — говорит Марк Девлин, профессор астрономии Университета Пенсильвании и заместитель директора ACT. «Мы обязаны этим умению теоретиков, многим людям, которые построили новые инструменты, чтобы сделать наш телескоп более чувствительным, и новым методам анализа, которые придумала наша команда». ACT, проработавшая 15 лет, была выведена из эксплуатации в сентябре 2022 года. Тем не менее, ожидается, что в ближайшее время будет представлено больше документов, представляющих результаты окончательного набора наблюдений, и обсерватория Саймонса будет проводить будущие наблюдения на том же месте с помощью нового телескопа. планируется начать работу в 2024 году. Этот новый инструмент будет способен картировать небо почти в 10 раз быстрее, чем ACT.
|
|
|
|
Источник
|
