НОВОСТИ КОСМОСА И АСТРОНОМИИ

Самая большая 3D-карта Вселенной на сегодняшний день

Срез через самую большую 3-мерную карту Вселенной на сегодняшний день. Квазары находятся в красных и более близких галактиках желтого цвета. Изображение Ананд Райхур и SDSS

Астрономы из Sloan Digital Sky Survey использовали самые яркие объекты во Вселенной — квазары — чтобы создать свою новую трехмерную карту космического пространства.

Астрономы из Sloan Digital Sky Survey (SDSS) заявили 18 мая 2017 года, что они создали самую большую и самую подробную трехмерную карту Вселенной на сегодняшний день, используя яркие квазары в качестве контрольных точек. Команда использовала 2,5-метровый телескоп в Обсерватории «Апаче-Пойнт» в Нью-Мексико, чтобы сделать свою карту, и полагалась на экстремальную яркость квазаров, которые можно увидеть на огромных расстояниях межгалактического пространства.

Первоначально называемые квазизвездными радиоисточниками («qua-s-r-s»), квазары сегодня считаются молодыми галактиками, содержащими центральные сверхмассивные черные дыры. Дыры изображены как «активные», то есть активно глотают материал и окружены большими аккреционными дисками. Когда сверхмассивная черная дыра поглощает материал из окружающей галактики, температура в аккреционном диске увеличивается, создавая квазар, чрезвычайно яркий, иногда ярче, чем его родная галактика. Известно, что многие галактики в нашей Вселенной содержат черные дыры, но соседние галактики и наша собственная галактика Млечный Путь — имеют тенденцию быть более спокойными.

Активные сверхмассивные черные дыры обычное явление в ранней Вселенной, хотя и делают квазары идеальными опорными точками для создания самой большой карты нашей Вселенной.

Вот одно из многих изображений, сделанных SDSS как часть трехмерной карты Вселенной. На этом изображении показан Квинтет Стефана, который представляет собой группу из 5 галактик. NGC 7319, справа на этом изображении, сверкает ярким квазаром около своего центра. Фото SDSS

Эта работа является частью проекта Sloan Digital Sky Survey под названием eBOSS, который представляет собой расширенную спектроскопическую съемку космического пространства. За первые два года проекта астрономы измерили точные трехмерные положения для более чем 147 000 квазаров.

Именно эти измерения были использованы для создания новой карты.

Барионные акустические колебания (BAOs) используются, чтобы помочь астрономам понять межгалактические расстояния в расширяющемся пространстве и времени. Фото Chris Blake и Same Moorfield /SDSS

Но астрономы не просто хотели отобразить Вселенную. Они также хотят понять, как расширяется наша Вселенная после Большого Взрыва. Для этого они изучали так называемые барионные акустические колебания (BAOs). В их заявлении объясняется:

BAOs — это современный отпечаток звуковых волн, которые путешествовали по ранней Вселенной, намного более жаркой и плотной, чем Вселенная, которую мы видим сегодня. Но когда Вселенной было 380 000 лет, условия внезапно изменились, и звуковые волны «заморозились» на месте. Эти замороженные волны остались впечатанными в трехмерную структуру Вселенной, которую мы видим сегодня.

Ученые очень хорошо понимают концепцию BAOs. Современные BAOs являются «растянутой» версией ранней Вселенной. Таким образом, размер измеренных BAOs может быть использован для исследования расширяющегося пространства. Полина Заррук, аспирантка Университета Paris-Saclay, которая работала с BAOs в этом исследовании, сказала:

У вас есть метры для небольших единиц длины, километров или миль для расстояний между городами, и у нас есть шкала BAOs для расстояний между галактиками и квазарами в космологии.

Результаты исследования согласуются с тем, что большинство современных астрономов видят во Вселенной.

Результаты нового исследования подтверждают стандартную космологическую модель, которую исследователи построили за последние 20 лет. В этой стандартной модели Вселенная следует предсказаниям общей теории относительности Эйнштейна, но включает компоненты, эффекты которых мы можем измерить, но причины возникновения, которых мы не понимаем. Наряду с обычным веществом, составляющим звезды и галактики, существует темная материя и таинственный компонент, называемый «темная энергия». Темная энергия является доминирующей составляющей в настоящее время, и имеет особые свойства, заставляя ускоряться расширение Вселенной.

Астрономы из Sloan Digital Sky Survey считают, что eBOSS поможет узнать больше о темной энергии.

 

нравится(3)не нравится(0)

Кому нужна темная энергия?

Темная энергия, как полагают, является драйвером расширения Вселенной. Но нужна ли нам темная энергия для объяснения расширяющейся Вселенной?

Наша Вселенная расширяется. Мы знаем это почти столетие, и современные наблюдения продолжают это подтверждать. Но остается вопрос, что движет этим космическим расширением. Самый популярный ответ — это то, что мы называем темной энергией. Но нужна ли нам темная энергия для объяснения расширяющейся Вселенной? Возможно, нет.

Идея темной энергии исходит из свойства общей теории относительности, известной как космологическая постоянная. Свет и материя отклоняются от простых прямых путей таким образом, что это напоминает гравитационную силу. Простейшая математическая модель в теории относительности просто описывает эту связь между веществом и кривизной, но оказывается, что уравнения также допускают дополнительный параметр — космологическую постоянную, которая может дать пространству общую скорость расширения. Космологическая константа прекрасно описывает наблюдаемые свойства темной энергии, и она возникает естественно в общей теории относительности, так что это модель приемлема.

Роль темной материи в ранней Вселенной была не такой уж и значительной

В классической теории относительности наличие космологической постоянной означает, что космическое расширение является просто свойством пространства-времени. Но наша Вселенная также управляется квантовой теорией, и квантовый мир не сочетается так хорошо с космологической постоянной. Одно из решений этой проблемы заключается в том, что энергия квантового вакуума может стимулировать космическое расширение, но в квантовой теории колебания вакуума, вероятно, сделают космологическую постоянную намного больше, чем мы наблюдаем, поэтому это не очень удовлетворительный ответ.

Несмотря на необъяснимую сверхъестественность темной энергии, она настолько хорошо соответствует наблюдениям, что стала частью модели космологии, также известной как модель Lambda-CDM. Здесь греческая буква лямбда является символом темной энергии, а CDM обозначает Холодную Темную Материю.

Первое изображение темной материи?

В этой модели есть простой способ описать общую форму космоса, известную как метрика Фридмана-Лематора-Робертсона-Уокера (FLRW). Единственная загвоздка в том, что она предполагает, что материя распределена равномерно по всей Вселенной. В реальном мире материя сгруппирована в скопления галактик, поэтому метрика FLRW является лишь приближением к реальной форме Вселенной. Поскольку темная энергия составляет около 70% массы / энергии Вселенной, метрика FLRW обычно считается хорошим приближением. Но что, если это не так?

В новой статье это обосновано. Поскольку материя сгущается, пространство в этих регионах будет более изогнуто. В больших пустотах между скоплениями галактик было бы меньше кривизны пространства. По сравнению с кластерными областями, по-видимому, пустоты расширяются подобно появлению темной энергии. Используя эту идею, команда выполнила компьютерное моделирование Вселенной, используя кластерный эффект, а не темную энергию. Они обнаружили, что общая структура эволюционировала аналогично моделям темной энергии.

Это, по-видимому, подтверждает идею о том, что темная энергия может быть следствием скопления галактик.

Это интересная идея, но есть причины для скептицизма. Хотя такая кластеризация может иметь некоторое влияние на космическое расширение, оно не будет таким же сильным, как мы наблюдаем. Хотя эта модель, по-видимому, объясняет масштаб, на котором происходит скопление галактик, она не объясняет других эффектов, таких как наблюдения далеких сверхновых, которые сильно поддерживают темную энергию. Астрономы сегодня не считают эту новую модель очень убедительной, но такие идеи, безусловно, заслуживают изучения. Если модель может быть доработана, на нее могут взглянуть по-новому.

 

нравится(2)не нравится(0)

Скорость расширения Вселенной постоянно возрастает

Расширение Вселенной

Согласно новой модели Ризы Векслер, планетолога, возглавляющего команду ученых из Института частиц астрофизики и космологии (KIPAC) Стэнфорда и SLAC Национальной ускорительной лаборатории, Вселенная обречена расширяться вечно, образуя все больше участков темного космического пространства расширяющихся со все большим ускорением и образующих все большие дистанции между галактиками.

Команда Ризы смогла синтезировать экспериментальные данные с теорией в своей компьютерной модели, которая позволяет проследить каким именно образом соединялись частицы вещества для того, чтобы сформировать все более и более крупные структуры в расширяющейся Вселенной.

«Наблюдая за далекими галактиками мы смотри в прошлое и можем оценить каким именно образом темная энергия повлияла на рост и распределение галактик во Вселенной в разные моменты времени», — сказала Векслер. «За последние 10 лет мы добились большого прогресса в совершенствовании нашей космологической модели, которая позволяет весьма детально описать многие свойства современной Вселенной. Тем не менее, наши последние наблюдения могут полностью изменить наш взгляд на Вселенную».

Темная энергия, по мнению ученых, также является ключевым элементом формирования Вселенной, — она «раздувает» Вселенную как воздушный шар с постоянно увеличивающейся скоростью. Тем не менее, у исследователей пока нет точного научного объяснения того, что же именно вызывает подобное ускорение.

нравится(0)не нравится(1)

Источники: Реальный Мир Космоса

Вселенная обречена расширяться вечно

Вселенная темная энергия

В наши дни компьютерное моделирование позволяет узнать каким именно образом могли сформироваться первые сгустки материи и как это повлияло на будущее Вселенной. Считается, что Вселенная возникла около 14 миллиардов лет назад в результате Большого Взрыва — энергетического сгустка, под воздействием которого космическое пространство расширяется и сегодня. Космос заполнен сотнями миллиардов галактик, серди которой затерялась и наша — Млечный Путь. Но каким именно образом происходило развитие Вселенной до ее нынешнего состояния и что может произойти в с ней в будущем?

На эти вопросы взялась ответить Риза Векслер, возглавляющая команду ученых из Института частиц астрофизики и космологии (KIPAC) Стэнфорда и SLAC Национальной ускорительной лаборатории. Команда Ризы смогла синтезировать экспериментальные данные с теорией в своей компьютерной модели, которая позволяет проследить каким именно образом соединялись частицы вещества для того, чтобы сформировать все более и более крупные структуры в расширяющейся Вселенной.

«Наблюдая за далекими галактиками мы смотри в прошлое и можем оценить каким именно образом темная энергия повлияла на рост и распределение галактик во Вселенной в разные моменты времени», — сказала Векслер. «За последние 10 лет мы добились большого прогресса в совершенствовании нашей космологической модели, которая позволяет весьма детально описать многие свойства современной Вселенной. Тем не менее, наши последние наблюдения могут полностью изменить наш взгляд на Вселенную».

Моделирование путешествий через пространства-время, как правило, основано на различных экспериментальные данных, в том числе и наблюдений, связанных с изучением темной энергии, которая была выявлена при изучении целого ряда ультра-слабых галактик-компаньонов нашего Млечного Пути. Оказалось, что многие из этих галактик обладают внушительным объемом темной материи, а гравитационное притяжение от этой невидимой формы материи влияет на стандартные формы веществ, играющих важную роль в формировании и росте галактик.

Темная энергия, по мнению ученых, также является ключевым элементом формирования Вселенной, — она «раздувает» Вселенную как воздушный шар с постоянно увеличивающейся скоростью. Тем не менее, у исследователей пока нет точного научного объяснения того, что же именно вызывает подобное ускорение.

И вот теперь, Модель Ризы Векслер предполагает, что Вселенная обречена расширяться вечно, образуя все больше участков темного космического пространства расширяющихся со все большим ускорением и образующих все большие дистанции между галактиками.

Является ли обнаруженное ускорение постоянным или переменным свойством пространства-времени или же это одна из граней теории гравитации относительно огромных масштабов? На этот вопрос ученым еще предстоит ответить.

нравится(1)не нравится(0)