Астрофизики продемонстрировали новую трехмерную карту Вселенной, которая является самой масштабной и подробной на сегодняшний день. Она отражает 11 миллиардов лет эволюции космоса и содержит информацию о двух миллионах галактик.
Карта разработана в рамках международного проекта eBOSS, которое вошло в состав масштабного исследования SDSS («Слоуновский цифровой обзор неба»). Для получения данных команда ученых применила метод расширенной спектроскопической съемки барионных колебаний. Новые результаты основаны на детальных измерениях более чем на двух миллионах галактик и квазаров.
«У нас есть обширные знания как о ранней, так и о поздней истории расширения Вселенной, однако существовал период в 11 миллиардов лет, который оставался неизученным. В течение последних пяти лет мы восполняли этот пробел, и теперь планируем использовать полученные данные для совершения важнейших открытий в космологии за последнее десятилетие, — сообщил руководитель проекта eBOSS, космолог из Университета Юты Кайл Доусон.
Эта карта была создана на основе 20-летних наблюдений за Вселенной, выполненных с использованием телескопа Фонда Слоуна. Она позволяет изучать закономерности в распределении галактик и предоставляет несколько ключевых параметров нашей Вселенной с точностью, превышающей один процент. За последние четыре года астрономы добавили в нее количество галактик, увеличив его вдвое.
Карта демонстрирует, что примерно шесть миллиардов лет назад начался процесс расширения Вселенной ускорился — и продолжает ускоряться сейчас. Ученые предполагают, что это может происходить из-за темной энергии.
Некоторые выводы, сделанные авторами проекта, не совсем соответствуют современному представлению о структуре Вселенной. В особенности, измерения, проведенные командой eBOSS постоянной Хаббла (измерения скорости расширения Вселенной дали результат, отличающийся примерно на 10% от значений, полученных при изучении ближайших галактик. По мнению исследователей, это не случайное отклонение, и они уверены в достоверности полученных данных eBOSS, более того, различные расчеты приводили к единому результату.
«По словам Евы-Марии Мюллер из Оксфордского университета, возглавлявшей анализ данных, только карты, подобные нашей, позволяют утверждать о наличии расхождения в значении постоянной Хаббла SDSS. Ученые до сих пор не могут объяснить этот феномен. Они высказывают предположение, что причиной может быть неизвестная ранее форма материи или энергии, существовавшая в ранней Вселенной.
В рамках проекта eBOSS различные исследовательские группы в университетах по всему миру занимались анализом данных. Для создания участка карты, датируемого шестью миллиардами лет назад, они изучали массивные красные галактики. Затем они перешли к изучению более молодых голубых галактик. Для картографирования Вселенной 11 миллиардов лет назад и более, использовались данные о квазарах. Каждый из этих типов объектов требовал детального анализа, позволяющего выявить закономерности, существующие во Вселенной. В общей сложности команда eBOSS опубликовала результаты более чем 20 научных работ (около 500 страниц текста).
«Комбинируя данные SDSS с дополнительными данными космического микроволнового фона, сверхновых и других программ, мы можем одновременно измерять многие фундаментальные свойства Вселенной», — говорит Мюллер.
eBOSS и SDSS не раскрывают природу темной энергии и несоответствие локальной и ранней скорости расширения Вселенной. Будущие исследования помогут ученым решить эту проблему и сделать измерения скорости расширения еще точнее.