Loading Posts...

Новая карта космических сверхструктур

Астрофизики из Института космологии и гравитации в Университете Портсмута составили самую подробную из всех созданных на данный момент карту крупномасштабных структур Вселенной (пустот и сверхскоплений), с помощью которой удалось приблизиться к решению давней космологической загадки.

На этой карте фонового микроволнового излучения «холодное пятно» обведено черным эллипсом справа внизу.

В соответствии с Общей теорией относительности Эйнштейна гравитационное воздействие со стороны волокон «космической паутины» вызывает незначительные изменения энергии фотонов, величина которых зависит от того, из какого участка неба они пришли. Так называемый интегральный эффект Сакса-Вольфа (Integrated Sachs-Wolfe — ISW) заключается в том, что фотоны света, распространяющиеся сквозь пустоты (войды), оказываются более «холодными» по сравнению с теми, что прошли через плотные области галактических скоплений. Этот эффект быт тщательно исследован в 2008 г. с использованием имевшихся в то время каталогов войдов и сверхскоплений. Выяснилось, что его величина в пять раз превышает ожидаемую. Подобное несоответствие крайне озадачило ученых и стало причиной пристального внимания к нему.

Читать:  Гравитационные волны. Волнение Вселенной

Для создания более подробной карты крупномасштабной структуры Вселенной Сешадри Надатур (Seshadri Nadathur, University of Portsmouth, UK) и его коллега профессор Роберт Криттенген (Robert Crittenden) использовали новые наблюдательные данные о более чем 700 тыс. галактик, обнаруженных в ходе Слоуновского цифрового обзора (Sloan Digital Sky Survey). Расширенный каталог имеет в 300 раз больший объем, чем составленные ранее. С его помощью ученые провели повторное компьютерное моделирование Вселенной с целью определения величины ISW-эффекта. Поскольку он оказался крайне малым, пришлось разработать усовершенствованные статистические методы для анализа неоднородностей реликтового излучения. Новая методология позволила на более глубоком уровне выполнить обработку данных наблюдений космического аппарата Planck,3 благодаря чему были получены уточненные оценки ISW-эффекта, создаваемого войдами и сверхскоплениями.

Иллюстрация влияния структур Вселенной на температуру реликтового излучения. Его фотоны, проходящие через «пустоты» (войды), выглядят немного более холодными, как это показано на левом фрагменте карты. Справа — более теплые фотоны, на пути которых оказались сверхскопления галактик. Температура показана условными цветами, повышаясь от голубого к оранжевому; пунктиром обведены регионы, в которых астрономы ожидали увидеть проявления ISW-эффекта.

Полученные результаты пребывают в хорошем согласии с предсказаниями Общей теории относительности. Они помогли решить одну космологическую головоломку, но выявили новую — на карте температур реликтового излучения обнаружено «холодное пятно» (Cold Spot). Ученым придется теперь искать объяснение, откуда оно могло взяться. Высказывалось предположение, что это пятно может быть связано с ISW-эффектом гигантского супервойда в этой области неба. Однако для его образования недостаточно даже супервойда. Существование этой аномалии пытались также объяснить действием какого-то экзотического гравитационного эффекта, противоречащего теории относительности, но последними исследованиями эта версия не была подтверждена, и тайна «холодного пятна» пока остается нераскрытой.

Подписывайтесь на наши каналы в Яндекс Дзен и Телеграмм
Подписаться
Уведомление о
guest
0 комментариев
Inline Feedbacks
View all comments
Loading Posts...