Loading Posts...

Войды – «Пустыни» Вселенной

Когда в поле зрения телескопа Галилея Млечный Путь распался на отдельные звезды, стало понятно, что они распределены по небу неравномерно. Тремя столетиями позже появилось понятие «галактик» — звездных систем, подобных нашей и отделенных от нее пустым пространством, почти лишенным светящейся материи. Но лишь сравнительно недавно астрономы начали осознавать, насколько огромные «пустыни» встречаются во Вселенной и как они могут помочь нам в познании окружающего мира.

По человеческим меркам ближайшая звезда — наше Солнце — находится от Земли на огромном расстоянии (в среднем 149 млн 598 тыс. км, или 499 световых секунд). Но это расстояние еще как-то можно себе представить, подсчитав, что современный пассажирский самолет, летящий со скоростью 1000 км/час, преодолеет его за 17 лет. А вот расстояние до ближайшей соседней звезды составляет уже 4,24 световых года, то есть в 63 тыс. раз больше.

В пределах десятков световых лет звезды могут формировать скопления, на еще больших масштабах (порядка десятков тысяч световых лет) они собраны в гигантские «острова» — галактики, большая часть которых, в свою очередь, также входит в состав скоплений размерами в десятки миллионов световых лет. Скопления и сверхскопления галактик распределены в пространстве неравномерно. Изучение их распределения позволяет получить представление о том, как устроен окружающий мир.

Крупномасштабная структура Вселенной — это распределение вещества в пространстве на масштабах, существенно превосходящих размеры галактических скоплений. При ее изучении отдельные галактики принимаются за «материальные точки» — компактные сгустки массы, позволяющие отслеживать распределение всей материи, в том числе и ее «темной» компоненты, не испускающей и не поглощающей электромагнитное излучение любых длин волн.

Многочисленные измерения координат галактик и расстояний до них позволили построить трехмерную структуру, поражающую разнообразием форм и гигантскими размерами. Важное место в этой картине занимают области с низким содержанием каких бы то ни было объектов — пустόты, или войды (от английкого void — «пустота»), и не только потому, что они суммарно занимают больше пространства, чем области с более высокой концентрацией вещества, но и потому, что они могут пролить свет на природу темной энергии и гравитации.

Элементы крупномасштабной структуры

Галактики. В 20-х годах прошлого века выдающийся американский астроном Эдвин Хаббл (Edwin Hubble), измерив расстояния до некоторых спиральных туманностей, доказал, что они находятся вне нашей звездной системы, называемой Галактикой (с большой буквы), и похожи на нее по размерам, массе и звездному населению. Поэтому они были названы галактиками (с маленькой буквы). По характерным деталям видимой структуры ученый разделил их на эллиптические, линзовидные, спиральные и неправильные. Эти работы положили начало новому направлению — внегалактической астрономии, ставшей вскоре основой наблюдательной космологии: в 1929 г. тот же астроном, сопоставив смещения линий в спектрах звездных систем с расстояниями до них, измеренными по наблюдениям цефеид (переменных звезд особого типа), выяснил, что галактики удаляются от нас со скоростями, пропорциональными расстояниям.

Теоретически это было предсказано еще Александром Фридманом в 1922 г. и независимо Жоржем Леметром (Georges Lemaître) в 1927 г. Используя уравнения Общей теории относительности, они строго доказали, что однородный изотропный мир нестационарен (он должен или расширяться, или сжиматься), а скорость удаления или сближения частиц (галактик) в нем пропорциональна расстоянию между ними. Хаббл подтвердил факт расширения Вселенной по закону, названному впоследствии его именем. Коэффициент пропорциональности между скоростью и расстоянием получил название постоянной Хаббла. Это соотношение — одно из важнейших фундаментальных свойств Вселенной, знание которого необходимо для изучения ее крупномасштабной структуры: оно позволяет определять расстояние до далеких галактик по их относительной скорости, измеряемой по величине красного смещения линий в их спектрах (его так и называют — расстояние по красному смещению).

В космологии и внегалактической астрономии используют и другие расстояния, определенные по известной светимости источника и измеренному потоку излучения от него, достигающего Земли, или по известным линейным размерам объекта и его видимым угловым размерам. Наиболее далекие из уже открытых галактик имеют красное смещение и удаляются от нас со скоростью, близкой к скорости света.

Скопления галактик. То, что звездные системы имеют тенденцию к образованию групп и скоплений, было замечено задолго до установления их внегалактической природы. Шарль Мессье (Charles Messier) обнаружил скопление в созвездии Девы в 1784 г. Первую группу галактик из четырех членов открыл Эдуард Стефан (Edouard Stephan) в 1877 г. — впоследствии она получила название «квартет Стефана». В дальнейшем измерения расстояний до отдельных галактик подтвердили, что это не случайные проекции на один участок неба разнесенных вдоль луча зрения объектов, а обособленные гравитационно связанные пространственные структуры.

Они делятся на рассеянные (неправильные) и сферические (правильные). Последние, как правило, более компактны и состоят из большего числа галактик. Джордж Эйбелл (George Аbell) изучал самые богатые и плотные из них, насчитывающие от полусотни до нескольких тысяч галактик в областях пространства радиусом порядка двух мегапарсек, или 6,5 млн световых лет. В 1958 г. им был опубликован первый вариант каталога, составленный на основе анализа фотопластинок Паломарского фотографического обзора неба. Каталог Эйбелла включал 2712 скоплений, относящихся главным образом к северному полушарию небесной сферы. Через 31 год, уже после смерти Эйбелла, его соавторы Хэролд Корвин и Роналд Оловин (Harold Corwin, Ronald Olowin) опубликовали полную версию этого каталога, дополненную «непокрытыми» первым изданием участками южной небесной полусферы. Общий каталог, обозначенный аббревиатурой АСО (Abell+Corvin+Olowin), охватывает все небо и насчитывает 4073 скопления галактик класса богатства от 0 до 5.

Эти скопления являются ярчайшими элементами крупномасштабной структуры Вселенной и наиболее массивными гравитационно связанными объектами, находящимися на завершающей стадии установления динамического равновесия, для которых возможно определение полной массы по распределению скоростей их членов.

Такие определения, начатые еще в 30-х годах прошлого столетия Фрицем Цвикки (Fritz Zwicky), стали важным аргументом в пользу гипотезы о темной материи: полная масса скоплений оказалась примерно на порядок больше массы звездной компоненты всех входящих в их состав галактик. Обнаруженный в скоплениях менее полувека назад горячий газ, излучающий в рентгеновском диапазоне, стал еще одним подтверждением существования невидимой материи: удержать такой газ от рассеяния способна только мощная гравитациясуммарной массы звездной и «темной» составляющей.

Читать:  Свет первых звезд

Богатые скопления галактик имеют массу 1013-1014 М☼ (масс Солнца), размеры порядка трех мегапарсек (10 млн световых лет) и форму, близкую к эллиптической или сферической. Их мощнейшие гравитационные поля искривляют лучи света, идущие от более далеких объектов, подобно обычной собирающей линзе, приводя к формированию кратных изображений или их фрагментов в виде дуг (сильное гравитационное линзирование). Наблюдается также искажение дальнего галактического поля и реликтового излучения (слабое гравитационное линзирование).

В настоящее время эти эффекты активно используются для изучения распределения массы в скоплениях. Полученные подобными методами данные для скопления «Пуля» в созвездии Киля вместе со снимками рентгеновской обсерватории Chandra стали наиболее важным доказательством «бесстолкновительной» природы частиц темной материи. Дело в том, что здесь мы наблюдаем слияние двух галактических кластеров, в результате которого их газовые составляющие нагрелись ударными волнами до температур от 70 до 100 млн кельвинов и практически остановились, заполнив центральную часть образовавшегося скопления, а темная материя и звездная составляющая прошли друг сквозь друга, провзаимодействовав только гравитационно. Еще одним примером такого слияния является двойное скопление MACS J0025.4-1222.

Сверхскопления. Группы и скопления галактик формируют структуры большего масштаба — сверхскопления, считавшиеся до недавнего времени самыми крупными структурами Вселенной.

Идея их существования возникала время от времени в рамках той или иной концепции мироздания. Например, еще в 1761 г., когда о других галактиках ничего не было известно, немецкий ученый Йоханн Ламберт (Johann Heinrich Lambert) опубликовал «Космологические письма о строении Вселенной», где предположил, что она устроена иерархично на всех масштабах: каждая звезда с планетами образует систему первого уровня, далее эти звезды объединяются в систему второго уровня (галактика первого порядка), совокупность систем второго уровня образует систему третьего уровня (галактику второго порядка, или скопление галактик в современной терминологии), совокупность систем третьего уровня образует систему четвертого уровня и так далее до бесконечности. В начале ХХ века эту идею развил Карл Шарлье (Carl Charlier).

Он, в частности, показал, что в бесконечной Вселенной фотометрический и гравитационный парадоксы устраняются, если расстояния между равноправными системами достаточно велики по сравнению с их размерами. Гипотеза иерархического скучивания Ламберта-Шарлье стала основой фрактальной космологии, имеющей последователей и в наше время.

О существовании сверхскоплений как крупномасштабных структур, состоящих из реально наблюдаемых скоплений и групп галактик, впервые написал Джордж Эйбелл в 1958 г., назвав их «скоплениями скоплений». Основной каталог сверхскоплений (The Main SuperCluster Catalogue) содержит 601 структуру этого класса. По последним оценкам, в доступной для наблюдений области Вселенной их должно быть около 10 млн.

Согласно современным представлениям, сверхскопления состоят из нескольких десятков скоплений и групп галактик с общей массой ~1015 М☼, имеют размеры 150-200 млн световых лет и находятся в стадии расширения, подчиняющегося закону Хаббла. Сменится ли в будущем их расширение сжатием под действием собственной силы тяжести — зависит от степени гравитационной связности объектов (насколько абсолютное значение их полной потенциальной энергии больше суммарной кинетической энергии их членов) и природы темной энергии.

Наша звездная система Млечный Путь входит в состав Местной группы, насчитывающей несколько десятков галактик в области диаметром 10 млн световых лет. Местная Группа находится на краю Cверхскопления Девы (Virgo supercluster). Его масса превышает 10 в 15 степени солнечных, а размер — сотню миллионов световых лет. Наибольшим сверхскоплением в локальной Вселенной считается Великий Аттрактор, центр которого расположен на расстоянии ~45 Мпк (150 млн световых лет). Его масса на порядок больше, чем у Местного сверхскопления, которое, как и Местная группа, вовлечено в поток галактик, направленный к центру Аттрактора. Согласно новому определению, основанному на измерениях лучевых скоростей объектов локальной Вселенной, все окрестные суперкластеры (Местное сверхскопление в Деве, сверхскопление Гидра-Кентавр, Великий Аттрактор и Южное сверхскопление) являются частями громадной структуры, получившей имя Ланиакея (Laniakea).

Ее масса оценивается в ~10 в 17 степени солнечных, размер — более чем в полмиллиарда световых лет. Общее количество входящих в ее состав галактик может превышать 100 тыс.

Стены. В конце 80-х годов прошлого века на основании проведенных массовых измерений красных смещений галактик были открыты новые типы структур — галактические стены, которые по своим размерам превосходили известные в то время сверхскопления. Их протяженность в одном направлении существенно меньше, чем в двух других. Обычно они разделяют большие, лишенные ярких галактик области пространства, позже названные войдами. Первую такую стену (CfA Great Wall или Coma Wall) открыли Маргарет Геллер и Джон Хухра (Margaret Geller, John Huchra) в 1989 г., когда они анализировали данные, собранные в ходе второго обзора красных смещений Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA).

Длина Большой стены — 450-750 млн световых лет, ширина — около 200 млн световых лет, толщина — 15-20 млн световых лет. Ближайшие галактики этой структуры находятся на расстоянии ~300 млн световых лет от нашей звездной системы.

Еще более протяженная стена была открыта в 2003 г. Джоном Ричардом Готтом III и Марио Юричем (John Richard Gott III, Mario Jurić) на основании Слоуновского цифрового обзора неба (Sloan Digital Sky Survey — SDSS). В его честь она получила название «Большая Слоуновская стена». Ее максимальная протяженность составляет около 1,3 млрд световых лет. Если удастся надежно подтвердить, что эта стена является единым образованием, вся теоретическая космология может оказаться у разбитого корыта: современные теории не в состоянии объяснить происхождение таких громадных двухмерных структур. Вдобавок, согласно оценкам уже упомянутых Маргарет Геллер и Джона Хухры, существование структуры размерами больше миллиарда световых лет несовместимо с космологическим принципом, лежащим в основе общепризнанных моделей Вселенной.

На данный момент наблюдениями установлено существование еще четырех больших стен. Это Великая южная стена в созвездии Скульптора (Sculptor Wall), стена в созвездии Журавля (Gruz Wall), в созвездии Печи (Fornax Wall) и Большая стена «Геркулес — Северная корона» (Hercules-Corona Borealis Great Wall).

Филаменты. Наличие еще одного типа структур было доказано уже в первых систематических обзорах красных смещений. Они представляют собой сильно вытянутые вдоль одной оси цепочки групп и скоплений галактик. Иногда их называют «космической сеткой» (cosmic net). Самые значительные и наиболее изученные из них имеют собственные названия.

Читать:  Карта бесконечности Вселенной

Впервые возможность существования одномерных протяженных галактических образований предположил Джордж Эйбелл еще в 1961 г. на основании анализа распределения галактик на небесной сфере в окрестностях галактического скопления в созвездии Геркулеса и группы галактик Abell 2197-2199. Ученый заметил соединяющую их цепочку звездных систем, которую он назвал «мостом». Гипотеза была подтверждена в 1981 г. Гвидо Кинкарини (Guido Chincarini) путем измерений красных смещений галактик «моста» и близлежащих групп.

Эстонская группа космологов — Яан Эйнасто, Михкель Йыэвээр и Эрик Таго (Jaan Einasto, Mihkel Jõeveer, Erik Tago) из Тартуской астрофизической обсерватории — подобным образом предсказала существование цепочки галактик в созвездии Персея. Филамент длиной ~200 млн световых лет как часть сверхскопления Волос Вероники (Coma supercluster) обнаружил в 1984 г. Паоло Фонтанелли (Paolo Fontanelli). Концентрация галактик в нем в 2,7 раза больше, чем в окружающем пространстве. Большинство известных филаментов имеет размеры 100-250 млн световых лет. Но есть и рекордсмены: Дэвид Батуски и Джек Бернс (David Batuski, Jack Burns) в 1985 г. открыли структуру Персей-Пегас протяженностью до миллиарда световых лет.

И наконец, войды — области пространства, свободные от ярких массивных галактик, богатых скоплений, сверхскоплений и филаментов. В них число галактик в единице объема примерно на порядок меньше их средней плотности во Вселенной (в соответствующую эпоху). Таким образом, войды — это элементы крупномасштабной структуры с отрицательным контрастом плотности. Они были открыты в 1978 г. независимо Лэрдом Томпсоном и Стивеном Грегори (Laird Thompson, Stephen Gregory) из Национальной обсерватории Китт Пик, а также Яаном Эйнасто, Микелем Йыэвээром и Эриком Таго.

Типичные размеры этих образований составляют порядка 30-100 млн световых лет. Поперечники самых крупных войдов (их также называют супервойдами) могут достигать полумиллиарда световых лет; предположительно они занимают около 50% объема Вселенной. Четыре войда имеют собственные имена: три ближайших — Местный войд (Local Void), Северный местный супервойд (North Local Supervoid), Южный местный супервойд (South Local Supervoid) и самый большой известный войд диаметром 1-1,3 млрд световых лет — Гигантский войд (Giant Void) в созвездии Гончих Псов. Расстояние до его центра — свыше полутора миллиардов световых лет, следовательно, на небесной сфере его максимальный размер примерно равен 44º, что соответствует 88 диаметрам полной Луны! Еще 19 крупных войдов названы именами созвездий, в которых они находятся. Наибольший из них — войд в Волопасе (Bootes Void). Согласно различным определениям, его поперечник составляет 300-650 млн световых лет.

Происхождение и свойства войдов

Из приведенного определения войдов следует, что это не пустые области пространства — они состоят из тех же самых видов материи и полей, что и скопления галактик, но с другим распределением светящейся компоненты по количеству и яркости. Там ее меньше, чем в среднем на больших масштабах, и существенно меньше, чем в скоплениях и сверхскоплениях.

Последние предположительно образовались из первичных возмущений скорости и плотности вещества на ранних этапах эволюции Вселенной вследствие гравитационной неустойчивости: в этих областях пространства гравитация сжимала материю, приводя к слиянию небольших протогалактик в более яркие и массивные системы. В войдах, наоборот, какая-то сила «расталкивает» материю и препятствует образованию галактик, их групп и скоплений. Поэтому там встречаются преимущественно одиночные галактики низкой светимости.

Группа астрономов, наблюдающих на 6-метровом телескопе САО РАН под руководством Симона Пустильника, совместно с индийским коллегой Джаярамом Ченгалуром (Jayaram N. Chengalur), работающим с Гигантским радиотелескопом метрового диапазона в Пане, комплексно исследовали «самую одинокую» карликовую галактику UGC 4722, находящуюся в войде Рысь-Рак (Lynx-Cancer Void) Местного сверхскопления, и обнаружили, что она не такая уж и одинокая: в ней замечены следы слияния с другой карликовой галактикой. Это открытие стало важным для понимания особенностей формирования звездных систем в «космических пустынях». Другие свидетельства относительности «пустоты» войдов получены из анализа гравитационного линзирования галактик Слоуновского цифрового обзора сотрудниками Пенсильванского университета. Джозеф Клампит и Бхувнеш Джайн (Joseph Clampitt, Bhuvnesh Jain) обнаружили тонкие детали в искаженных изображениях фоновых галактик, свет от которых проходит через войды, а это означает, что в последних присутствует темная материя и другие невидимые структуры, своей гравитацией отклоняющие свет далеких объектов.

В описаниях природы и эволюции этих элементов крупномасштабной структуры можно встретить особую роль акустических колебаний ионизированной плазмы в первые сотни тысяч лет существования нашего мира или определяющую роль темной энергии в более поздние эпохи. Последнее напрашивается из простой аналогии: сгущения темной материи приводят к появлению гравитационных потенциальных ям, в которые «затекает» барионная материя, а сгущения темной энергии — к возникновению «холмов», с которых она «стекает». Такая картина имеет право на жизнь, но пока ни в одной из моделей темной энергии подобные неоднородности не являются существенными в динамике формирования элементов крупномасштабной структуры Вселенной. Поэтому ниже представлена более естественная модель образования войдов.

Первичные космологические возмущения, из которых образовалась наблюдаемая структура Вселенной, изначально были квантовыми флуктуациями метрики пространства-времени в эпоху инфляции. Из теории известны три типа таких возмущений — скалярные, векторные и тензорные. Первые из них, связанные с возмущениями плотности и скорости энергии первичных полей, ответственны за структуру Вселенной и видны на карте флуктуаций реликтового излучения, построенной по данным обсерватории Planck. Их распределение по амплитуде плотности вещества в любом месте и на любом масштабе совершенно случайно и описывается нормальным законом распределения случайной величины. Это предполагает равное количество одинаковых по модулю положительных и отрицательных возмущений. Наиболее яркие области соответствуют положительным возмущениям, или сгущениям материи, темные — отрицательным, или разрежениям. Первые приводят к образованию сверхскоплений с быстрым возрастанием плотности к центру (космологи используют для них общее название «гало»), вторые — войдов.

Дальнейшая эволюция войда как гравитирующей системы в целом практически замирает, в то время как в гало только начинаются важные процессы — коллапс, фрагментация, релаксация, слияния галактик и скоплений галактик с излучением энергии во всех диапазонах длин волн… В первые миллионы лет расширения Вселенной (до эпохи, соответствующей z=50) отклонения значений плотности от средней в центре гало и войда растут одинаково (для войда эта величина отрицательная), как и должно быть согласно линейной теории эволюции космологических возмущений. В дальнейшем (для меньших красных смещений) рост амплитуды возмущения в войде становится меньше, чем в гало, что объясняется просто: минимальное значение плотности в войде не может быть меньше нуля, в то время как в гало обе величины не имеют предела.

Читать:  Вещество во Вселенной

Таким образом, в центрах гало (а также вдоль нитей «паутины», представляющей крупномасштабную структуру Вселенной), где плотность на порядок выше средней на этом красном смещении, впоследствии образуются богатые скопления галактик. Отрицательное возмущение приводит к образованию войда: материя концентрируется в основном в его стенках, где наблюдается небольшой избыток плотности, а в центре она в 2-5 раз ниже средней. Такие гало и войды являются типичными в крупномасштабной структуре Вселенной.

Войды отличаются от гало также распределением пекулярных скоростей галактик: в гало они направлены к центру, в войдах — наоборот. Если объект находится в самом центре войда, его относительная скорость равна нулю. Далее величина скорости растет пропорционально расстоянию от центра, достигает максимального значения вблизи края, а потом начинает падать и плавно уменьшается до нуля. Это приводит к образованию сгущения материи в виде оболочки вокруг войда. Такие оболочки уже обнаружены в ходе наблюдений.

Важным свойством войдов является то, что влияние темной энергии на динамику их расширения существенно больше, чем в среднем для Вселенной. Действительно, если в современную эпоху «средневселенское» отношение плотностей темной энергии и материи составляет примерно 7/3, то в центральных областях войдов оно равно 35/3, т.е. впятеро (!) больше. Это справедливо для большинства моделей темной энергии (космологическая постоянная, квинтэссенция, фантом, газ Чаплыгина, скалярные поля как темная энергия с большим значением эффективной скорости звука и т.д.), в которых ее плотность строго равна или близка к средней во всех точках пространства. Это отношение справедливо также при условии, что галактики отслеживают распределение темной материи. Для масштабов свыше 30 млн световых лет последнее условие хорошо выполняется. Поэтому войды можно эффективно использовать для изучения природы темной энергии.

Войды в современной космологии: состояние и перспективы

Войды являются объектами активных исследований как наблюдательной, так и теоретической космологии. В отличие от галактических скоплений, для определения их положений необходимо использовать специальные процедуры выделения неравномерностей в пространственном распределении галактик. Результат зависит как от используемого алгоритма, так и от обзора, к которому он применяется. На основании седьмого и десятого выпусков Слоуновского цифрового обзора неба (SDSS DR7+DR10) научной группой под руководством Пола Саттера (Paul Sutter) создан каталог Public Void Catalog, содержащий 2325 структур в диапазоне красных смещений от 0 до 0,7 — последняя цифра соответствует расстоянию около 8 млрд световых лет. Другой каталог, включающий 2590 позиций, составили Сешадри Надатур и Шон Хотчкисс (Seshadri Nadathur, Shaun Hotchkiss) на базе SDSS DR7+DR11 (седьмой и одиннадцатый выпуски).

В каталогах имеется важная информация о пространственном распределении войдов (угловые координаты и красные смещения их центров), их размерах, концентрации галактик и т.п. Разные каталоги представляют статистически различные популяции пустот, и их приведение «к общему знаменателю» — вопрос не простой.

Космолог Де-Чанг Даи из Шанхайского университета проанализировал профили плотностей войдов и подтвердил вывод об их подобии, сделанный годом ранее Нико Хамас с коллегами из Парижского университета. Приведя различные войды из каталога, созданного группой Саттера, к одному размеру (100 млн световых лет) и совместив плотности в их центрах, он получил очень хорошее совпадение формы профилей: все они демонстрируют наличие оболочки сгущения, более плотной для войдов меньших размеров.

Подтвердилась также вытянутость войдов вдоль луча зрения, предсказанная Чарльзом Алкоком и Богданом Пачинским (Charles Alcock, Bohdan Paczynski) и обусловленная пекулярными скоростями галактик — она известна как эффект Алкока-Пачинского. Еще раньше рядом автором с использованием компьютерного моделирования было показано, что профиль плотности и вытянутость войдов чувствительны к параметрам модели темной энергии.

Большие войды вносят вклад в амплитуду флуктуаций реликтового излучения через интегральный эффект Сакса-Вольфа. Суть его в следующем. Кванты микроволнового электромагнитного излучения на пути от сферы последнего рассеяния к земному наблюдателю проходят через потенциальные «ямы» и «холмы» крупномасштабной структуры Вселенной. «Падая в яму», квант приобретает энергию («синеет»), а выходя из нее — теряет энергию («краснеет»). В случае «холмов» наблюдается обратная картина.

Этот эффект гравитационного смещения частоты излучения надежно проверен экспериментально. Если глубина (высота) и форма ямы или холма не меняются за время пролета фотона, «посинение» и «покраснение» в точности компенсируют друг друга. Если меняются — мы получим изменение частоты или температуры для теплового излучения.

Известно, что в космологических моделях Эйнштейна — де Ситтера этого эффекта нет, а в моделях с темной энергией он есть, но заметить его можно только на очень больших масштабах, охваченных гравитационными «ямами» и «холмами» суперструктур (сверхскоплений и супервойдов). Благодаря большой роли темной энергии в динамике расширения войдов следует ожидать асимметрии эффекта от структур с разными знаками отклонений плотности от средней. Легко понять, что во Вселенной, расширяющейся с ускорением, этот эффект будет приводить к «покраснению» квантов и понижению температуры реликтового излучения. Недавно Иштван Сапуди (Istvan Szapudi) из Гавайского университета с коллегами из Венгрии, Италии, Испании и других университетов США использовали этот эффект для объяснения аномального Холодного пятна (Cold Spot) на карте флуктуаций температуры микроволнового фона, впервые зарегистрированного космической обсерваторией WMAP и подтвержденного наблюдениями телескопа Planck.

Они показали, что войд на z≈0,22 размером свыше миллиарда световых лет и средним значением возмущения плотности ≈-0.14 вполне объясняет наблюдаемые параметры данной аномалии. Более того, этот войд удалось найти в каталогах инфракрасных галактик WISE-2MASS и PanSTARRS1.

Из приведенной информации следует, что систематическое изучение реальных войдов, спектральные и фотометрические наблюдения галактик в них, точные измерения их положений и скоростей могут пролить свет на множество нерешенных фундаментальных проблем космологии и астрофизики — от природы темной материи и темной энергии до образования, эволюции и свойств галактик, а также входящих в их состав объектов.

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