Наша Вселенная уже не такая громоздкая, как раньше, и это реальная проблема
Большая проблема, связанная с темной материей Вселенной, только что стала немного более острой.
Наблюдения за более поздней Вселенной показывают, что этот неуловимый материал распределяется иначе по сравнению с показателями его распространения сразу после Большой Хлопнуть. Сейчас он кажется менее комковатым, чем тогда – ненамного, но достаточно, чтобы предположить, что нам чего-то не хватает и что, возможно, мы допустили какую-то фундаментальную ошибку в стандартной космологической модели.
Это последнее и одно из наиболее полных измерений в серии измерений, раскрывающих проблему, известную как сигма-восьмёрка (напряжение S8), подробно описанную в пяти отдельных статьях в Физический обзор D. Пока решения не видно.
«Мы по-прежнему проявляем достаточную осторожность», — говорит астрофизик Майкл Штраусс из Принстонского университета.
«Мы не говорим, что только что обнаружили, что современная космология полностью ошибочна. Статистика показывает, что только один из 20 шансов, что это просто случайность, что убедительно, но не является полностью окончательным. Но поскольку мы в астрономическом сообществе приходим к одному и тому же выводу в ходе нескольких экспериментов. Продолжая проводить эти измерения, возможно, мы обнаруживаем, что это реально».
Расхождение можно обнаружить, посмотрев на различные наборы данных свет из далекой Вселенной, раскрывающий распределение темной материи. Одним из них является космический микроволновый фон (CMB). Это слабый фон микроволнового света, пронизывающего Вселенную; оставшееся излучение от первоначального свечения, прошедшего через Вселенную через несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва.
Второе — это данные за 6 лет, полученные с помощью инструмента Hyper Suprime-Cam (HSC) на Телескоп Субару на Гавайях. Исследователи использовали HSC для проведения так называемого исследования методом слабой гравитационной линзы.
Мы не можем видеть темную материю напрямую. Мы даже не знаем, что это такое. Но тот факт, что он оказывает гравитационное влияние на Вселенную, искривляя пространство-время, искажая свет, проходящий через него, означает, что мы можем обнаружить его присутствие.
Астрономы могут искать и анализировать эти искажения, чтобы составить карту распределение темной материи вплоть до чрезвычайно точных масштабов.
«Это искажение — очень, очень небольшой эффект; форма отдельной галактики искажается на незаметную величину», — говорит астрофизик Рухи Далал из Принстонского университета, возглавлявший одно из них. статей.
«Но когда мы проведем это измерение для 25 миллионов галактик, мы сможем измерить искажения с довольно высокой точностью».
HSC наблюдал небо в течение некоторого времени. всего 330 ночей в течение шести лет, и в разных работах разные команды анализировали данные по-разному. Они вернули значения S8 (комковатость темной материи) в диапазоне от 0,763 до 0,776 – аналогично значениям, полученным в других исследованиях слабого линзирования.
Значение S8 даваемый космическим микроволновым фоном, заметно выше: 0,832. Это противоречит нашему пониманию развития Вселенной; Стандартная космологическая модель предполагает, что распределение материи должно было начаться относительно гладко и со временем становиться более комковатым, поскольку материя группируется в галактики и усики космической паутины.
Результаты слабого линзирования вряд ли будут получены. по ошибке: разные инструменты и разные анализы неоднократно давали одинаковые значения.
Авторы пошли на серьезные меры, чтобы закрыть глаза на собственные данные и защитить свои результаты от предвзятости.
p>»Я работал над этим анализом в течение года и так и не смог увидеть полученные значения», — говорит Далал.
Но есть и другие космологические противоречия – в первую очередь напряжение Хаббла, которое неразрешенное расхождение в различных измерениях ускорения расширения Вселенной.
И что же это дает? Что ж, возможно, что-то не так с нашим космологическим моделированием. Возможно, что-то не так с нашими нынешними моделями темной материи. Возможно, мы что-то неправильно измеряем.
Возможно, если мы разрешим одно напряжение, остальные последуют за ним. А может и нет. Но одно совершенно ясно: есть что-то фундаментальное, чего нам, похоже, не хватает в наших попытках понять, как развивалась Вселенная.
В будущем более мощные инструменты позволят проводить более масштабные и еще более точные исследования. измерения. Только благодаря им мы сможем начать получать ответы на эти увлекательные проблемы.
Исследование опубликовано в пяти статьях в Physical Review D. Их можно найти здесь, здесь, здесь, здесь и здесь.
