Что заставляет Вселенную расширяться: итоги работы проекта Dark Energy Survey
На прошлой неделе главным событием в астрофизике стало завершение проекта Dark Energy Survey — «Обзора темной энергии». Это международное исследование длилось 6 лет, и в нем участвовали более 400 ученых. Команда провела один из самых глубоких и широкомасштабных обзоров неба в истории. На этой неделе участники коллаборации опубликовали финальные результаты. Эти данные не раскрывают все тайны Вселенной, но приближают человечество к ответу на вопрос, что такое темная энергия.
Джонатан Блазек, доцент физики в Северо-Восточном университете и один из руководителей группы моделирования, отмечает: у ученых пока нет готовых ответов, но есть подсказки. Теперь исследователи лучше понимают, какие вопросы нужно задавать и как искать решения.
История этого вопроса началась примерно 13,8 миллиарда лет назад. Тогда произошел Большой взрыв, и Вселенная стала стремительно расширяться. Сначала гравитация замедляла этот процесс. Законы физики подсказывали, что расширение должно затухать. Однако в 1998 году две группы ученых исследовали взрывающиеся звезды и обнаружили аномалию. Спустя девять миллиардов лет после возникновения Вселенная начала расти быстрее. Виновником этого ускорения считают неизвестную силу, которую назвали темной энергией.
Космос перестает расширяться: ученые заподозрили, что темная энергия ослабевает
Мы не можем увидеть эту силу напрямую, объясняет Блазек. Она действует как скрытая энергия и расталкивает объекты. Это странно, ведь обычная гравитация притягивает тела друг к другу. Ученые знают о темной энергии немного, но уверены, что она заполняет все пространство. По данным NASA, из нее состоит от 68,3% до 70% Вселенной.
После открытия темной энергии ученые начали искать способы ее изучить. Так появился проект Dark Energy Survey (DES). Специалисты Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми построили сверхчувствительную цифровую камеру DECam. Ее установили на телескоп в Чили, которым управляет Национальный научный фонд США. В течение 758 ночей участники проекта собирали информацию о 669 миллионах галактик. Эти объекты находятся в миллиардах световых лет от Земли. Обзор охватил одну восьмую часть неба.
Масштаб и детализация полученных данных не имеют аналогов. Сотни ученых получили редкую возможность проверить разные научные цели на одном наборе информации. Мартин Крокче, сокоординатор анализа DES, считает этот опыт уникальным для нынешнего поколения экспериментов.
Джонатан Блазек называет финальные результаты уточнением, а не переосмыслением знаний о космосе. Полученные данные находятся посередине между двумя основными моделями. Стандартная космологическая модель утверждает, что плотность темной энергии во Вселенной постоянна. Вторая теория предполагает, что она меняется со временем. Блазек считает, что даже такой результат полезен. Он позволяет исключить неверные варианты и сузить круг поиска.
Астрофизики нашли новые признаки того, что темная энергия может меняться со временем
Одним из главных достижений проекта стала реконструкция распределения материи во Вселенной. Для создания этой карты Блазек и его коллеги усовершенствовали методы измерения гравитационного линзирования. Это явление возникает, когда массивные объекты, например, галактики, работают как космические линзы. Гравитация галактики искривляет свет от звезды, которая находится позади. Астрономы наблюдают за этим искажением и вычисляют массу удаленных объектов.
Нанести на карту яркие галактики сравнительно легко. Гораздо сложнее учесть всю материю и невидимую темную энергию. Гравитационное линзирование решает эту задачу: оно показывает, где скапливается масса и как сильно действует гравитация. Блазек утверждает, что такая карта отражает истинное распределение вещества в космосе.
Джонатан Блазек называет завершение проекта передачей эстафеты следующему поколению астрономов. Накопленный опыт поможет людям продолжить изучение звезд. Для науки это конец одной эпохи и начало другой.
Источник иллюстрации: NASA, ESA, CSA, STScI, CXC
Самое популярное
