Вселенная без комков может указывать на присутствие таинственных сил астрономия

Одно из самых точных исследований структуры Вселенной показало, что она «менее шероховатая», чем ожидалось, что может свидетельствовать о действии таинственных сил.

Заметки, написанные Исследование темной энергии и Телескоп Южного полюса Диаграмма распределения материи с целью понимания конкурирующих сил, которые сформировали эволюцию Вселенной и управляли ее конечной судьбой. Чрезвычайно подробный анализ добавляет к совокупности доказательств, которые предполагают, что в так называемой Стандартной модели физики может отсутствовать важный компонент.

«Кажется, их немного меньше. [clumpiness] Эрик Бакстер, астрофизик из Гавайского университета и соавтор исследования, сказал:

Результаты не преодолели статистический порог, который ученые считают достаточно сильным, чтобы заявлять об открытии, но они следуют аналогичным результатам предыдущих исследований, которые предполагают, что между теоретическими предсказаниями и тем, что на самом деле происходит во Вселенной, может образоваться пропасть.

«Если результат подтвердится, это очень здорово», — сказал доктор Чихуай Чанг, астрофизик из Чикагского университета и ведущий автор. «Вся суть физики заключается в проверке и разрушении моделей. В лучшем случае это поможет нам лучше понять природу темной материи и темной энергии».

С момента Большого взрыва, произошедшего 13 миллиардов лет назад, Вселенная расширялась, но материя также охлаждалась и сливалась по мере того, как гравитация сближала более плотные области, создавая космическую паутину из галактических скоплений и нитей. Пока ученые пытались разобраться в этом космическом перетягивании каната, возникла странная картина, согласно которой только около 5% содержимого Вселенной объясняется обычной материей. Примерно 25% составляет так называемая темная материя, невидимая масса, которая способствует гравитации, но в остальном невидима. Остальные 70% — это темная энергия — таинственное явление, которое, как говорят, объясняет, почему расширение Вселенной ускоряется, а не замедляется из-за гравитации.

В последней работе используются данные Исследования темной энергии, которое в течение шести лет исследовало небо с вершины горы в Чили, и Антарктического телескопа, который ищет слабые следы излучения, путешествующего по небу с первых нескольких мгновений существования Вселенной. В любом случае в анализе используется явление, называемое гравитационным линзированием, при котором свет слегка искривляется, когда он проходит мимо массивных объектов, таких как галактики и сгустки темной материи, что позволяет ученым делать выводы о распределении материи во Вселенной.

Кроме того, ученые могут вывести структуру очень ранней Вселенной по теплу, оставшемуся после Большого взрыва, и использовать вычислительные модели, чтобы «перемотать вперед» и посмотреть, совпадают ли модели с наблюдениями.

Анализ показывает, что материал не такой «комковатый», как можно было бы ожидать. По словам профессора Карлоса Фринка, космолога из Даремского университета, не участвовавшего в исследованиях, есть три возможных объяснения. Во-первых, это может быть результатом шума в данных или систематической ошибки телескопа. Также возможно, что вместо серьезного переписывания космологической теории плохо изученное астрономическое явление может объяснить результаты. «Например, сверхмассивные черные дыры в центрах галактик могут производить огромные струи излучения, которые, в принципе, могли бы расталкивать материю и немного сглаживать ее», — сказал он.

Третий, более интересный вариант состоит в том, что несоответствие объясняется совершенно новой физикой, такой как существование новых типов нейтрино, странное поведение темной энергии или нетрадиционные формы темной материи. «Из трех возможных вариантов я надеюсь, что это последний, боюсь, что второй, но подозреваю, что первый», — сказал Фринк.

Результаты Опубликовано в Physical Review D.