• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
5 апреля
Дарья Г.
3
10 485

Самая большая трехмерная карта Вселенной указала на переменчивость темной энергии

5.3

Опубликованы результаты анализа данных, собранных за первый год наблюдений в рамках обзора DESI. Эту точную карту галактик создают для изучения эволюции Вселенной — в частности, ее расширения под влиянием гипотетической темной энергии. И, судя по крайне предварительным результатам, темная энергия слабеет.

Карта DESI
Карта Вселенной, построенная по результатам анализа первого года данных обзора DESI / © Claire Lamman / DESI Collaboration

DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument)самый мощный на сегодня спектрометр, способный собирать данные сразу по нескольким объектам. Пять тысяч маленьких «роботов» направляют его «глаза» на заранее выбранные галактики. Так всего за 20 минут инструмент успевает проанализировать новую порцию из пяти тысяч галактик. За ночь DESI может измерить спектр 100 тысяч галактик. Площадь его обзора — треть неба.

Телескоп начал работу в 2021 году, и за пять лет работы обзор соберет данные по 37 миллионам галактик и трем миллионам квазаров. Более чем в 10 статьях, выложенных на портале arXiv, ученые представили результаты анализа данных за первый год наблюдений.

Важное отличие проекта DESI — полностью «слепой анализ» данных. Разрабатывая код для анализа, ученые работают с измененными данными наблюдений. Лишь потом готовый код применяют на «чистые» данные. Такой подход помогает избежать непреднамеренной предвзятости.

Свет от самых дальних объектов на новой карте шел до Земли от восьми до 11 миллиардов лет. Их спектр удалось собрать с рекордной точностью — 0,82%. Средняя точность данных — 0,5%. Получается, DESI уже в два раза точнее в измерении скорости расширения Вселенной, чем его предшественник — обзор BOSS, проведенный в рамках Слоуновского обзора.

Расширение Вселенной — больная тема для космологии. Еще несколько десятилетий назад большинство ученых считали, что со временем силы гравитационного взаимодействия должны замедлить расширение Вселенной. Но в 1998 году физики обнаружили, что самые дальние сверхновые тусклее, чем должны быть, исходя из их красного смещения. Если бы расширение замедлялось, далекие сверхновые были бы ярче. Так возникла гипотеза о темной энергии, противостоящей притяжению и способной ускорять расширение Вселенной, даже несмотря на темную материю, которая притяжению «помогает».

Поэтому, чтобы разобраться в темной энергии, ученые хотят понять, как расширялась Вселенная. Сделать это можно по барионным акустическим осцилляциям (БАО) — «ряби» в распределении материи в масштабах всего космоса. Эти флуктуации — наследие со времен, когда Вселенная была морем плазмы. Малейшие взаимодействия создавали в ней «рябь», как камушки, брошенные в воду, только в трехмерном пространстве — этакие пузыри.

Вселенная охлаждалась и расширялась, и застывшие «пузыри» БАО расширялись вместе с ней — уже не в форме перепадов плотности плазмы, а в форме распределения по Вселенной материи, то есть галактик. Собирая данные о галактиках, DESI дает ученым возможность измерить БАО в разные эпохи Вселенной.

Диаграмма БАО «пузырей» в разные эпохи Вселенной по данным DESI. Прямой линией указан размер «пузырей», предсказанный стандартной космологической моделью. Пунктирной линией показан размер «пузырей», если предположить, что темная энергия менялась. На нижней шкале слева направо подписаны миллиарды лет в прошлое от нуля (Земля) до 11 миллиардов лет (ранняя Вселенная) / © Arnaud de Mattia/DESI Collaboration

Пока ученые разделили данные DESI на семь эпох. «Близко» к нам они анализировали распределение обычных галактик. Чем дальше, тем их свет тусклее, поэтому для анализа БАО в ранней Вселенной исследователи использовали квазары.

На пути между нами и далекими квазарами есть множество скоплений материи, которые мы не видим, но зато они поглощают пролетающий сквозь них свет квазаров. Не весь, а конкретных фрагментов спектра, соответствующих водороду. Эти характерные следы поглощения в спектре далеких объектов называют «лесом Лайман-альфа». Так карту БАО в ранней Вселенной ученые строили по спектру 450 тысяч квазаров (по завершении обзора DESI у них будет уже три миллиона квазаров).

В целом результаты первого года наблюдений согласуются со стандартной космологической моделью ΛCDM. Но сами по себе данные DESI не позволяют точно измерить эволюцию темной энергии. Для повышения точности ученые взяли данные исследований сверхновых и с их помощью проверили другую гипотезу — что темная энергия непостоянна.

Оказалось, данные DESI лучше согласуются с гипотезой о меняющейся со временем темной энергии. Правда, стандартное отклонение полученных результатов не достигло «золотого стандарта». В науке «золотым стандартом» для открытия считается отклонение больше пяти сигм (они равны 99,9999 процента вероятности). Тут же в зависимости от базы данных по сверхновым у авторов получилось: 2,5 сигмы, 3,5 сигмы и 3,9 сигмы.

«Это пока не чистое подтверждение, но все же лучше всего данные согласуются с гипотезой об изменяющейся темной энергии. Что любопытно, именно она лучше объясняет первые три точки [на графике]. Пунктирная линия нам подходит больше всего, а она соответствует модели, в которой темная энергия не постоянна, как в ΛCDM, а может меняться со временем. Все наблюдения, которые мы собрали за прошедшие 25 лет, говорят о том, что простое решение, видимо, самое лучшее», — прокомментировала результаты Натали Паланк-Делабруи (Nathalie Palanque-Delabrouille), физик из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, одна из пресс-секретарей DESI.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 08:35
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

Вчера, 16:47
Ольга Иванова

Американские ученые описали новый вид уникального паукообразного с крепкими ногами, усыпанными шипами. Членистоногое жило в каменноугольном периоде и совершенно не похоже ни на один современный вид.

4 часа назад
Мария Азарова

Ученые провели эксперимент, в котором манипулировали кишечной микробиотой мужчин с помощью пищевых добавок. Так удалось показать, что состав микробиома влияет на решение добиваться справедливости для себя, «альтруистически» наказывая оппонента.

Вчера, 08:35
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

18 мая
Полина Меньшова

При гипертонии пациентам рекомендуют аэробные тренировки, включающие в себя, например, ходьбу, бег, танцы, езду на велосипеде. Но такая физическая нагрузка положительно влияет на артериальное давление только в вечернее время, выяснили физиологи из Бразилии и США.

Позавчера, 17:46
Александр Березин

Миссия NS-25 стала первой после длительной приостановки полетов New Shepard — полностью многоразового суборбитального носителя и корабля. Джефф Безос, владелец Amazon, 24 года назад создавший компанию Blue Origin, некогда планировал, что этот носитель станет базой для серьезной выручки от космического туризма.

24 апреля
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария

«Вселенная охлаждалась и расширялась, и застывшие «пузыри» БАО расширялись вместе с ней — уже не в форме перепадов плотности плазмы, а в форме распределения по Вселенной материи, то есть галактик.» Хм, параметризация БАО напрямую свазана с z, который зависит от множества факторов (уверен: не всех известных или верно интерпретируемых в современной науке 8-).
    73
    73
    08.04.2024
    -
    0
    +
    Виктор, имеете ввиду, тот первый элемент, который,до сих пор, в расчеты не берут?
    +
      ещё комментарии
      Виктор
      08.04.2024
      -
      0
      +
      73, его, вроде бы, как раз и учитывают. Но где гарантия, что верно? Изотопы, др. элементы, кривизна Пространства-время, «тёмная» Тёмная материя, т.н. усталость света (вероятно, на расстояниях в млрд св.лет всё же имеют место квантовые взаимодействия между фотонами и/или Полем)...
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: