Неожиданно, по мере расширения Вселенная становится все горячее и горячее

Вселенная

Почти столетие потребовалось астрономам, чтобы понять, что Вселенная находится в состоянии расширения. С 1990-х годов считается, что 4 миллиарда лет назад скорость расширения увеличилась.

По мере того, как скопления галактик и волокна Вселенной отдаляются друг от друга, ученые предполагали, что средняя температура Вселенной будет постепенно снижаться.

Но согласно новому исследованию, проведенному Центром космологии и физики астрономических частиц (CCAPP) в Университете штата Огайо, похоже, что Вселенная становится горячее с течением времени.

Изучив тепловую историю Вселенной за последние 10 миллиардов лет, команда пришла к выводу, что средняя температура космического газа увеличилась более чем в 10 раз и сегодня достигла примерно 2,2 миллиона К (~ 2,2 °C; 4 миллиона °F).

Исследование, описывающее их результаты, недавно появилось в The Astrophysical Journal.

Исследование проводилось под руководством И-Куана Чанга, научного сотрудника CCAP, и в нем приняли участие сотрудники Института физики и математики Вселенной Кавли (Kavli IPMU), Университета Джонса Хопкинса и Института Макса Планка.

Для своего исследования команда изучила тепловые данные о крупномасштабной структуре Вселенной. Это относится к структурам галактик и материи в крупнейших космических масштабах, которые являются результатом гравитационного коллапса темной материи и газа.

Данные всего неба, показывающие разные длины волн. (ESA).

Чтобы измерить тепловые изменения за последние 10 миллиардов лет, Чанг и его коллеги объединили данные инфракрасного астрономического спутника ЕКА Planck и цифрового обзора неба Sloan (SDSS).

На основе наборов данных команда коррелировала восемь карт интенсивности неба с 2 миллионами эталонных спектральных красных смещений из SDSS. Объединив измерения красного смещения (которые обычно используются для определения того, насколько быстро объекты удаляются от нас) и оценки температуры на основе света, команда сравнила температуру более далеких газовых облаков (более удаленных во времени) с теми, которые находятся ближе к Земле.

Исходя из этого, исследовательская группа смогла подтвердить, что средняя температура газов в ранней Вселенной (примерно через 4 миллиарда после Большого взрыва) была ниже, чем сейчас. По-видимому, это происходит из-за гравитационного коллапса космической структуры со временем, тенденция, которая будет продолжаться и становиться все более интенсивной по мере того, как расширение Вселенной продолжает ускоряться.

В прошлом многие астрономы утверждали, что космос будет продолжать охлаждаться по мере расширения, что неизбежно приведет к «Большому холоду» (или «Большому замораживанию»). Напротив, Чан и его сотрудники показали, что ученые могут отслеживать эволюцию образования космических структур, «проверяя температуру» Вселенной.