Research

Складено першу докладну карту розподілу темної матерії у Вcеленной

Протягом десятиліть астрономи підозрювали, щоу Всесвіті більше матерії, ніж можна побачити. Темна матерія, як і темна енергія, залишається загадковою, але її існування виводиться з того, що галактики поводяться непередбачуваним чином. Наприклад, той факт, що галактики залишаються згрупованими разом і що галактики всередині скупчень рухаються швидше, ніж очікувалося. Як відзначають автори нового дослідження, видимі галактики формуються в найщільніших областях темної матерії: коли ми дивимося в нічне небо, то бачимо світло далеких галактик, але не темну матерію, що оточує їх, як би дивилися на вогні нічного міста. Обчислюючи, як гравітація спотворює світло – цей метод називається гравітаційним лінзуванням – астрономи набувають повної картини, як видимої, і невидимої матерії Всесвіту. Результати нового дослідження показали, що матерія розподілена у Всесвіті таким чином, що узгоджується з передбаченнями стандартної космологічної моделі – найкращої сучасної моделі Всесвіту. Про те, як ученим вдалося скласти найдокладнішу карту розподілу таємничої темної матерії у Всесвіті, розповідаємо в цій статті.

Дослідники створили найбільшу в історії карту темної матерії - невидимої речовини, на частку якої, як вважається, припадає 80 відсотків усієї матерії у Всесвіті.

Матерія, яку не можна побачити

Уважно вдивляючись у нічне небо астрономиХХ століття помітили щось дивне – спостерігаючи за рухом небесних тіл, вони виявили, що воно відхиляється від законів небесної механіки. Як правило, подібне відхилення було наслідком наявності поблизу невідомого матеріального тіла (або кількох) – саме так були відкриті Нептун і зірка Сіріус В. Але так було далеко не завжди.

Вперше «темну матерію» як неспостережувануматерію, про існування якої можна судити лише за її гравітаційним впливом, описав у 1922 році голландський астроном Якобус Каптейн. Згодом його учень Ян Оорт в 1932 опублікував свою, більш точну оцінку щільності темної матерії в Чумацькому Шляху (на підставі аналізу вертикальних коливань зірок щодо площини Галактики). Завдяки роботі вчених у ті роки вважалося, що темна матерія є в буквальному значенні темна речовина Всесвіту, яка не випромінює достатньо світла.

Темна матерія не піддається прямому спостереженню, тому що не бере участі в електромагнітному взаємодії.

Сьогодні ми знаємо, що темна матерія складає80% Всесвіту. До доказів її існування на сьогодні відносяться дані, отримані за допомогою гравітаційного лінзування, а також комп'ютерних моделей, що описують рух галактик та інших небесних тіл у Всесвіті.

Читайте також: Чи можна знайти темну матерію на Землі або в Сонячній системі?

Оскільки матерія викривляє простір-час,астрономи можуть скласти карту її існування, дивлячись на світло, що падає на Землю з далеких галактик. Якщо світло було спотворене, це означає, що на передньому плані є матерія, що згинає світло, коли воно наближається до нас.

Спотворюючи світло

У ході нового дослідження команда астрономів зDark Energy Survey (DES) використала штучний інтелект для аналізу зображень 100 мільйонів галактик. Вчені уважно вивчали їхню форму, щоб побачити, чи було спотворене світло, що походить від них.

«Нова карта є розташуванням всієїматерії, виявленої на передньому плані галактик, що спостерігаються, і охоплює чверть неба південної півкулі,» – пише New Scientist з посиланням на дослідження.

Темна матерія – найпоширеніша матерія у Всесвіті.

Найл Джеффрі з Університетського коледжуЛондона, що входить до команди DES, зазначає: «Це справжнє диво побачити ці величезні, приховані структури на великій ділянці нічного неба». Цікаво, що на карті (на ній в основному показана темна матерія) можна побачити картину, аналогічну павутинній структурі із щільними згустками матерії, розділеними великими пустотами. Примітно, що спостереження за структурами космічного масштабу може допомогти вченим відповісти на фундаментальні питання Всесвіту.

Хочете завжди бути в курсі останніх новин зі світу науки і високих технологій? Підписуйтесь на наш новинний канал в Telegram щоб не пропустити нічого цікавого!

Карта темної матерії

Автори дослідження, які очолюють проект такожвідзначають, що нова карта показує нові частини Всесвіту, які ми ніколи раніше не бачили. «Ми дійсно можемо бачити структуру космічного павутиння, включаючи ці величезні структури, звані космічними порожнинами, які є області Всесвіту з дуже низькою щільністю, де дуже мало галактик і менше матерії».

Вчені цікавляться цими структурами, оскількиприпускають, що гравітація може поводитися всередині них зовсім по-іншому. Таким чином, визначивши їх форми та розташування, картка може стати відправною точкою для подальшого вивчення. Крім іншого, карта також наближає вчених до розуміння того, з чого складається Всесвіт і як він еволюціонував.

Найяскравіші області карти показують найщільніші області темної матерії, що відповідають надскопленням галактик, тоді як чорні плями є космічні порожнечі.

Розрахунки команди DES показують, що розподіл цієї речовини загалом узгоджується з прогнозами у стандартній моделі, він не є ідеальним.

Відповідно до стандартної моделі космології, Всесвітпочалася з великого вибуху, а потім вона розширилася, і матерія еволюціонувала відповідно до загальної теорії відносності Ейнштейна, яка описує гравітацію. Ці гравітаційні сили створили згустки і порожнечі матерії, які становлять космічну павутину. Докладніше про те, що є ця гігантська структура, я розповідала в цій статті.