Объяснение развития космической структуры

Исследование, проведенное молодым вьетнамским ученым в Мичиганском университете (США), обнаружило доказательства того, что крупные структуры и связи между галактиками во Вселенной развиваются медленнее, чем предсказывает Общая теория относительности Эйнштейна.

Доктор Нгуен Нат Минь – Фото: NVCC

С течением времени и развитием Вселенной ученые ожидают, что крупные структуры во Вселенной — паутина материи, соединяющая галактики — будут расти с определенной скоростью, предсказанной Общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. Области концентрированной материи, такие как галактики и скопления галактик, становятся все более плотными, в то время как области пространства становятся все более пустыми.

Узнайте больше о гравитации и темной энергии

Исследователи из Мичиганского университета также показали, что по мере того, как темная энергия (тип энергии, природа которой неизвестна, но которая широко распространена во Вселенной) ускоряет расширение Вселенной, расхождение между теорией и данными становится все более очевидным. Основным автором работы является Нгуен Нят Минь — молодой вьетнамский космолог, бывший студент теоретической физики Хошиминского университета естественных наук. Открытие было опубликовано в Physical Review Letters — журнале, который Google Scholar считает одним из лучших в области математики и физики. Ввиду важности открытия, редакция Американского физического общества посчитала исследование заметной работой и осветила многие международные физические журналы. Галактики связаны друг с другом по всей Вселенной, словно гигантская паутина. Их распределение в пространстве не случайно, а имеет тенденцию группироваться. Фактически, вся паутина материи во Вселенной началась с крошечных сгустков материи в ранней Вселенной, которые постепенно разрастались в отдельные галактики и в конечном итоге образовывали галактические скопления и нити. Вселенная состоит не только из материи. Вероятно, он также содержит таинственный компонент, называемый темной энергией. Темная энергия ускоряет расширение всей Вселенной. Поскольку темная энергия ускоряет расширение Вселенной, на крупные структуры она оказывает противоположное воздействие. Доктор Нхат Минь проанализировал: «Если гравитация действует как усилитель, который усиливает возмущения материи, способствуя их развитию в крупные структуры, то темная энергия действует как аттенюатор, который ослабляет возмущения и препятствует развитию этих структур». Поэтому, по его словам, «понимая, как формировались и развивались структуры во Вселенной, мы можем больше узнать о природе гравитации и темной энергии».

Материя в ранней Вселенной постепенно объединилась в крупные космические структуры в поздний период - Иллюстрация: NHAT MINH - MAI THANH

Мы были удивлены высокой статистической ценностью доказательств этого аномального подавления роста. Честно говоря, мне кажется, что Вселенная пытается нам что-то сказать. Теперь нам, космологам, предстоит объяснить эти открытия.

Профессор ДРАГАН ХУТЕРЕР

Продолжаем изучать движение галактик

Доктор Нят Минь и его коллеги, профессор Драган Хутерер и доктор Юэвей Вэнь (оба из Мичиганского университета), провели исследование временной эволюции крупных структур на протяжении эволюции Вселенной, используя многочисленные источники данных по исследованию космоса. По данным Michigan News, во-первых, они использовали космический микроволновый фон (или реликтовое излучение), который состоит из фотонов, испущенных вскоре после Большого взрыва, создавшего Вселенную. Эти фотоны дают моментальный снимок ранней Вселенной. Когда фотоны движутся к нашим телескопам, их траектории могут искривляться под действием гравитационного притяжения крупных структур, расположенных вдоль их пути. Изучая это явление, исследователи могут сделать выводы о структуре и распределении материи во Вселенной. Космологи воспользовались явлением «искажения света от далеких фоновых галактик гравитационным взаимодействием с веществом между ними и телескопами», расшифровав искажения, чтобы определить, как распределяется вещество между нами и далекими фоновыми галактиками. «Важно то, что космический микроволновый фон и фоновые галактики находятся на разных расстояниях от наших телескопов, поэтому слабое гравитационное линзирование галактик дает нам информацию о распределении материи во Вселенной в более близкое к нам время, чем информация о распределении материи, полученная из слабого гравитационного линзирования космического микроволнового фона», — пояснил Нят Минь Michigan News. Чтобы проследить эволюцию структуры в более поздние времена, космологи продолжают изучать движения галактик в близлежащей Вселенной. Поскольку галактики попадают под гравитационное влияние космических структур, их движения предоставляют информацию, напрямую связанную с эволюцией этой структуры.

Новые результаты исследования объясняют «противоречие S8»?

Новое открытие исследователей потенциально может разрешить так называемое «противоречие S8» в космологии. S8 — параметр, описывающий эволюцию космической структуры. Разногласия возникли, когда ученые использовали два разных метода для определения значения S8, и значения, полученные двумя методами, не совпадали. Первый метод использует фотоны из реликтового излучения, которое показывает более высокое значение S8, чем выведенное из измерений слабого гравитационного линзирования (которое растягивает и искривляет наблюдаемую форму галактик) и кластеризации галактик. Ни один из вышеперечисленных методов не позволяет оценить развитие структуры в настоящее время. Вместо этого они изучают структуру в более ранние времена, а затем экстраполируют ее на настоящее время, предполагая, что стандартная модель является точной моделью Вселенной. Структура, полученная с помощью реликтового излучения, ближе к ранней Вселенной, тогда как структура, полученная с помощью гравитационного линзирования и скопления галактик, относится к поздней Вселенной, ближе к настоящему времени. По словам доктора Нхат Миня, выводы исследователей о подавлении роста материи и структуры в поздний период существования Вселенной сделают два значения S8 из двух приведенных выше измерений полностью соответствующими друг другу.

Tuoitre.vn