Новый анализ того, как скопления галактик развивались на протяжении 13,8 миллиардов лет истории Вселенной, может помочь разрешить давнюю напряженность вокруг «скопления» материи в нашей Вселенной. В будущем это может также помочь ученым разгадать множество других космических загадок.
Первые данные космического обзора eROSITA.
Эти результаты могут помочь разрешить несоответствие между теоретическими предсказаниями Стандартной модели космологии и наблюдениями за космическим ископаемым, родившимся сразу после Большого взрыва, называемым космическим микроволновым фоном (CMB). В настоящее время они расходятся во мнениях относительно того, какая часть материи во Вселенной сгруппирована.
Эта анизотропия стала известна как напряжение S8, поскольку S8 — это параметр, который ученые используют для измерения амплитуды колебаний материи в масштабе около 26 миллионов световых лет. Другими словами, Вселенная сильно сгущена.
Связанный: Рентгеновское изображение Вселенной выявило почти миллион объектов высокой энергии: «Это ошеломляющие цифры»
Хотя джиттер S8, возможно, не является такой серьезной проблемой в космологии, как «дрожание Хаббла», которое описывает изменчивость, которую ученые видят в расчетах скорости расширения Вселенной, это все еще назревающий шторм. Было высказано предположение, что нам, возможно, придется найти совершенно новую физику, чтобы решить эту загадку. Однако новые данные eROSITA вселяют надежду, что стресс S8 можно облегчить без таких радикальных мер.
«EROSETA теперь разработала измерение эволюции кластеров в качестве инструмента для точной космологии», — говорится в отчете Эсраа Бюльбюль, ведущий научный сотрудник группы EROSETA и космологии. заявление. «Космологические параметры, которые мы измеряем в скоплениях галактик, соответствуют современной технологии реликтового излучения, показывая, что та же космологическая картина сохраняется вскоре после Большого взрыва и до сегодняшнего дня».
Решите назревающий глобальный кризис с помощью eROSITA
Стандартная модель космологии, или «модель лямбда-холодной темной материи (ΛCDM)», предполагает, что Вселенная сразу после Большого взрыва представляла собой горячее, плотное море фотонов или частиц света, свободных электронов и протонов.
Считается, что в это время эти электроны имели бесконечно рассеянные фотоны, а это означает, что Вселенная была по существу непрозрачной. Так продолжалось до тех пор, пока примерно 400 000 лет спустя Вселенная не расширилась и не остыла достаточно, чтобы позволить электронам и протонам сблизиться достаточно близко друг к другу, чтобы образовать первые атомы водорода.
В эпоху реионизации фотонам внезапно разрешили путешествовать, и Вселенная стала прозрачной для света. Этот «первый свет» теперь заполняет Вселенную совершенно равномерно и известен как CMB, или «поверхность последнего рассеяния». Поскольку этот свет существовал еще до появления первых звезд и галактик, реликтовое излучение является отличным инструментом для отслеживания эволюции Вселенной.
По мере развития космического времени первые атомы объединились, образовав первые газовые облака, а затем и первые звезды, которые объединились в галактики, которые сами объединились в первые скопления галактик, в конечном итоге дав начало некоторым из крупнейших структур в известной Вселенной.
Наблюдения за этими скоплениями с помощью eROSITA, основного прибора на борту российско-германского космического корабля «Спектр-Рентген-Гамма» (SRG), показывают, что видимая материя и темная материя составляют 29% общей плотности энергии Вселенной, что согласуется с измерениями. Вселенной. СМБ.
При наблюдении скоплений галактик eROSITA также смогла измерить слипание материи, используя параметр S8. В то время как предыдущие эксперименты CMB предполагали более высокое значение S8, чем предсказывалось Стандартной моделью, наблюдения eROSITA за этим космическим ископаемым более согласуются с этими теоретическими предсказаниями.
«Эрозита говорит нам, что Вселенная вела себя так, как и ожидалось на протяжении всей космической истории», — говорится в заявлении Витторио Герардини, руководителя исследований и постдокторанта Института внеземной физики Макса Планка. «С реликтовым излучением нет никакой напряженности, возможно, космологи теперь смогут немного расслабиться».
Космическая охота за привидениями
Наблюдения Aeroceta за скоплениями галактик также помогли ученым узнать больше о крошечных частицах, называемых нейтрино, которые имеют настолько малую массу и заряд, что перемещаются практически незаметно для радара. Фактически, 100 триллионов из них проходят через наши тела каждую секунду, и мы их не замечаем. Это не только затрудняет обнаружение нейтрино, но и принесло им прозвище «частицы-призраки».
Эти частицы малой массы также позволяют им мчаться по Вселенной со скоростью, близкой к скорости света, и из-за этого астрономы называют их «горячими». Температура – это, по сути, показатель того, насколько быстро движутся частицы. Это означает, что нейтрино могут способствовать распространению материи во Вселенной, и это действие можно измерить, изучая эволюцию крупнейших известных нам космических структур.
Таким образом, сочетание измерений скоплений галактик eROSITA и наблюдений реликтового излучения обеспечило наиболее точные на сегодняшний день измерения значения полной массы нейтрино, достигнутые с помощью космического зонда.
«Это может показаться парадоксальным, но мы получили строгие ограничения на массу самых легких известных частиц из-за обилия крупнейших гало темной материи во Вселенной», — сказал Герардини. «Мы даже находимся на пороге прорыва в измерении общей массы нейтрино в сочетании с наземными экспериментами с нейтрино».
На этом знания eROSITA о вселенной не заканчиваются; Данные прибора также должны быть в состоянии выявить скорость роста крупнейших структур во Вселенной, которая была предсказана теорией общей гравитации Эйнштейна в 1915 году.
Ранний анализ 12 247 оптически идентифицированных скоплений галактик, увиденных eROSITA, по-видимому, показывает, что этот темп роста в более поздние космические эпохи немного медленнее, чем предсказывает общая теория относительности.
«Возможно, мы находимся на пороге нового открытия», — заявил в своем заявлении Эммануэль Артис, постдокторант Института внеземной физики Макса Планка. «Если это будет подтверждено, eROSITA проложит путь к новым захватывающим теориям, выходящим за рамки общей теории относительности».
«Главный евангелист пива. Первопроходец в области кофе на протяжении всей жизни. Сертифицированный защитник Твиттера. Интернетоголик. Практикующий путешественник».
More Stories
Рацион современного человека представляет множество рисков для здоровья и окружающей среды • Earth.com
Общество астмы предупреждает, что стойкие симптомы не являются нормой во Всемирный день астмы
Этот телескоп будет искать призрачные следы загадочной темной материи