Powstała najdokładniejsza mapa rozmieszczenia materii we wszechświecie


Te dwie mapy nieba pochodzące z programu Dark Energy Survey (po lewej) i South Pole Telescope (po prawej) zostały połączone w celu stworzenia najdokładniejszej jak dotąd mapy rozkładu materii 

Naukowcy stworzyli najdokładniejszą mapę rozmieszczenia materii we wszechświecie. Podczas gdy to niesamowite osiągnięcie zapewnia ważny wgląd w ewolucję kosmosu jako całości, ujawnia również, że naszemu standardowemu modelowi kosmologii brakuje pewnych odpowiedzi, aby wyjaśnić to, co widzimy dzisiaj. Materia, z której zbudowane są gwiazdy, planety i wszystkie żywe istoty, stanowi jedynie około 5 procent zawartości materii-energii w całym wszechświecie. Zgodnie z naszym obecnym standardowym modelem kosmologii, pozostałe około 95 procent składa się z hipotetycznej substancji, którą nazywamy ciemną materią (około 25 procent) i równie hipotetycznej ciemnej energii (około 70 procent), która jest używana do wyjaśnienia przyspieszonej ekspansji wszechświata.

Nie mamy bezpośrednich pomiarów ciemnej materii ani ciemnej energii, więc wszystko, co o niej wiemy, pochodzi z badań pobliskich i (w większości) odległych galaktyk oraz z pomiarów kosmicznego tła mikrofalowego, pierwszego światła, które swobodnie poruszało się we wszechświecie 380 000 lat po Wielkim Wybuchu.

Te dwa ogniska zostały również uwzględnione w najnowszym badaniu, które zespół naukowców pod kierownictwem Chihwaya Changa z Uniwersytetu w Chicago opublikował w czasopiśmie naukowym Physical Review D. Badanie zostało przeprowadzone w ramach projektu badawczego Dark Energy Research Project. Zmierzyli oni właściwości galaktyk w ramach Dark Energy Survey (przegląd nieba w zakresie optycznym i bliskiej podczerwieni), aby określić tempo ekspansji Wszechświata w ciągu historii kosmosu. Dodatkowo, kosmiczne tło mikrofalowe zostało zmierzone za pomocą Teleskopu Południowego Bieguna i oba zestawy danych zostały wykorzystane do pomiaru efektu soczewkowania grawitacyjnego. Dzieje się tak dlatego, że materia, zarówno normalna jak i ciemna, zagina czasoprzestrzeń, co prowadzi do efektów soczewkowania. Jeśli więc zmierzysz efekt soczewkowania, możesz dowiedzieć się, gdzie jest materia. A dzięki dwóm różnym instrumentom uzyskuje się dokładniejszą mapę jego rozmieszczenia.

Następnie analiza została porównana ze standardowym modelem kosmologii, który zawiera uznane prawa fizyki oraz przyjęte wartości ciemnej materii, ciemnej energii i normalnej materii. Model może być wykorzystany do tworzenia symulacji, które pokazują jak ewoluował wszechświat od 13,8 miliarda lat temu do dzisiaj. I te symulacje wyglądają trochę inaczej niż obserwacje.

I okazuje się, że w dzisiejszym wszechświecie jest nieco mniej fluktuacji niż przewidywalibyśmy przy założeniu naszego standardowego modelu kosmologicznego, który jest zakotwiczony we wczesnym wszechświecie. Badanie sugeruje, że materia we wszechświecie jest mniej zwarta: nie jest tak skupiona razem, jak przewiduje teoria. Nie jest to jedyny problem z tym modelem. W ostatnich latach pojawiły się również wątpliwości dotyczące tempa ekspansji wszechświata. Obecne i przyszłe obserwatoria zbierają więcej danych, a ta fascynująca mapa będzie nadal udoskonalana. Miejmy nadzieję, że praca ta przyniesie wreszcie odpowiedź na pytanie o własności ciemnej materii (i ciemnej energii).

---

Amon
www.strefa44.pl
www.strefa44.com.pl