Усилиями международного консорциума ученых-астрономов закончено создание самой большой на сегодняшний день карты части Вселенной, на которой присутствует 1.2 миллиона галактик. Площадь покрытия этой карты составляет четверть всего неба, а охватываемый ею объем равен 650 миллиардам кубических световых лет. Обладание такой картой, на которой указано точное местоположение каждой из галактики, позволило ученым определить с достаточно высокой точностью некоторые из параметров, связанные с влиянием темной материи, и немного «приоткрыть завесу тайны» касательно ее загадочной природы.
Проект по созданию этой карты воплощался в жизнь в течение более чем пяти лет усилиями сотен ученых, работающих в рамках обзора Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), который является частью более глобального обзора Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Изображения, которые производятся обзором SDSS-III, делаются при помощи синтеза нескольких изображений, полученных при помощи разных фильтров, и спектроскопического анализа красного смещения. А основным инструментом для всего этого является 2.5-метровый оптический телескоп обсерватории Apache Point Observatory в Нью-Мексико.
Основным параметром, измеряемым астрономами, является величина красного смещения, которое возникает, когда наблюдаемые объекты отдаляются от нас с достаточно высокой скоростью. Излучаемый ими свет за счет эффекта Доплера смещается в сторону красной области спектра и по величине этого смещения можно судить о процессе расширения Вселенной.
Темная энергия является источником притягивающих и отталкивающих сил гравитационной природы, которые, как подозревают астрономы, заставляют Вселенную расширяться ускоряющимися темпами. Поэтому все галактики во Вселенной, испытывая на себе воздействие сил темной энергии и материи, двигаются в определенном направлении и с определенной скоростью. Измерение параметров движения галактик позволяет ученым определить количество темной материи и обычной материи, которую мы можем видеть в доступной нам части Вселенной.
«На долю темной энергии приходится около 69 процентов от общего энергетического «наполнения» Вселенной» — рассказывает Дэвид Шлегель (David Schlegel), ученый-астрофизик из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и научный руководитель проекта BOSS, — «Доминирование темной энергии определяет то, что она оказывает главное влияние на ее развитие. Если все эти процессы будут идти такими же темпами, как и сегодня, то через некоторое время мы уже не будем в состоянии видеть другие галактики».
Уровень расширения Вселенной определяется значением так называемых барионных акустических колебаний (baryonic acoustic oscillations, BAO). Эти колебания или волны плотности обычной видимой материи родственны звуковым волнам. Ученые, благодаря астрономическим инструментам, которые позволяют заглянуть в далекое прошлое Вселенной, изучают BAO-волны, которые являются отпечатком Большого Взрыва и которые сформировались во Вселенной, когда ее возраст был равен всего 400 тысячам лет. Прослеживая всю историю развития Вселенной, ученые увидели четкую связь между процессами в молодой Вселенной и процессами, которые привели к формированию огромных скоплений галактик 7-12 миллиардов лет спустя.
«Нам удалось измерить уровень расширения Вселенной несколькими различными способами» — рассказывает Дэвид Шлегель, — «Современная Вселенная расширяется на 1 процент в каждом направлении за 145 миллионов лет. Если бы в ней не существовало никакой темной энергии и материи, темпы этого расширения были бы намного ниже».
Созданная учеными трехмерная карта позволяет ученым выяснить размеры и время существования того или иного скопления звезд и галактик. При этом, точности таких измерений достаточно для проверки всех основных постулатов Общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Так же ученые могут видеть, что галактики постепенно перемещаются в сторону районов Вселенной, в которых наблюдается скопление массы материи, привлеченной туда гравитационными силами.
«Гравитационные силы и другие основополагающие части Общей теории относительности обычно измеряются и проверяются на расстояниях в километры, тысячи и миллионы километров в пределах Солнечной системы» — рассказывает Дэвид Шлегель, — «Новая карта дает на возможность проследить воздействие сил гравитации в масштабах, в миллиарды раз превышающие упомянутые выше. Согласно некоторым теориям, гравитация оказывает различное влияние на различном уровне масштаба, но сейчас мы наблюдаем только одни и те же самые силы, которые изначально были описаны Альбертом Эйнштейном».
Источник:
