Новая карта темной материи подтверждает теорию гравитации Эйнштейна

Используя данные космологического телескопа Атакама в Чили, ученые составили подробную карту распределения темной материи по четверти неба.

Карта показывает зональное распределение масс, в основном простирающееся, насколько мы можем видеть во времени; Он использует космический микроволновый фон в качестве фона для изображения темной материи. Коллективное исследование будет представлено на Наука будущего с CMB x LSS Конференция в Киото, Япония.

«Мы нанесли на карту невидимую темную материю по небу на самые большие расстояния, и мы ясно видим контуры этого невидимого мира, охватывающего сотни миллионов световых лет», — сказал Блейк Шервин, космолог из Кембриджского университета. Университет Принстон запуск. «Это выглядит именно так, как предсказывают наши теории».

Темная материя — это общий термин для материала, который составляет около 27% Вселенной, но не поддается непосредственному наблюдению. Мы знаем, что она существует, какой бы она ни была, только из-за ее гравитационных эффектов.

Люди исследуют темную материю с помощью двух основных подходов: наземных экспериментов и всесторонних наблюдений за Вселенной. там Множество экспериментов, пытающихся идентифицировать темную материю Среди моря предложенных кандидатов на темную материю, среди которых Слабо взаимодействующие аксионы и массивные частицы (WIMP).

Но единственный способ наблюдать темную материю — это косвенно, как гравитационные эффекты наблюдаются в больших масштабах. Войдите в космологический телескоп Атакама, который Датирование Вселенной с большей точностью в 2021 году. Карта телескопа основана на Карта Материи Вселенной была выпущена в начале этого года., который был получен с использованием данных обзора темной энергии и телескопа Южного полюса. Эта карта подтвердила предыдущие оценки отношения нормальной материи к темной материи и обнаружила, что распределение материи было менее неравномерным, чем считалось ранее.

Новая карта фокусируется на продолжающемся интересе к общей теории относительности Эйнштейна: как самые массивные объекты во Вселенной, такие как сверхмассивные черные дыры, рассеивают свет от удаленных источников. Одним из таких источников является Космический микроволновый фонстарейший обнаруживаемый свет, который исходит от последствий Большого взрыва.

Исследователи эффективно использовали фон в качестве подсветки для освещения более плотных областей Вселенной.

«Это немного похоже на затенение, но вместо того, чтобы просто иметь черный силуэт, у вас есть текстура и комки темной материи, как будто свет течет через тканевый занавес с множеством узлов и неровностей», — сказала Сьюзен Стэггс. , директор телескопа Атакама, космолог и физик Принстонского университета, в заявлении университета.

«Знаменитое сине-желтое изображение реликтового излучения — это моментальный снимок того, какой была Вселенная в одну эпоху, около 13 миллиардов лет назад, и теперь это дает нам информацию обо всех эпохах с тех пор», — добавил Стэггс.

Последний анализ показывает, что темная материя была достаточно комковатой, чтобы вписаться в Стандартную космологическую модель, основанную на теории гравитации Эйнштейна.

Эрик Бакстер, астроном из Гавайского университета и соавтор исследования, результатом которого стала карта темной материи в феврале, сообщил Gizmodo по электронной почте, что карта его команды чувствительна к малым красным смещениям (что означает близкие, в более молодой Вселенной). С другой стороны, более новая карта ориентирована исключительно на линзирование космического микроволнового фона, что означает более высокое красное смещение и более полный масштаб.

«С другой стороны, наши новые измерения и измерения изучают несколько разные (и взаимодополняющие) аспекты распределения материи», — сказал Бакстер. «Таким образом, вместо того, чтобы противоречить нашим предыдущим результатам, новые результаты могут представить важную новую часть головоломки о потенциальных несоответствиях с нашей стандартной космологической моделью».

«Вселенная может быть менее бугристой, чем ожидалось, в малых и недавних масштабах (то есть в системе, изученной нашим анализом), но она согласуется с ожиданиями в более ранние времена и в больших масштабах», — добавил Бакстер.

Новые инструменты должны помочь обнаружить распределение материи во Вселенной. Планируется, что новый телескоп в обсерватории Симмонса в Атакаме начнет работу в 2024 году и будет отображать небо примерно в 10 раз быстрее, чем Атакамский телескоп для космологии. запуск в Принстоне.

с Самая большая цифровая камера Намеченный для установки в обсерватории Веры Рубин, также в Атакаме, это захватывающее время для наземных обсерваторий.

Подробнее: Новая теория темной материи говорит, что «темный большой взрыв» создал скрытую вселенную