20-летнее исследование ночного неба позволило астрономам составить всеобъемлющую трехмерную карту Вселенной, охватывающую 11 миллиардов лет расширения. Новый анализ этой карты выявил несоответствие в константе Хаббла и показал, когда расширение Вселенной начало ускоряться.
Слоановский цифровой небесный обзор (Sloan Digital Sky Survey, SDSS) собирает данные уже более 20 лет, с каждым выпуском данных получаются все более и более подробные карты космоса. Теперь ученые объединили все это в одну огромную трехмерную карту, которая охватывает почти всю историю Вселенной. Важно отметить, что команда говорит, что новое исследование заполняет огромный промежуток в середине, который долго беспокоил астрономов.
«Мы достаточно хорошо знаем и древнюю историю вселенной, и недавнюю историю ее расширения, но в середине 11 миллиардов лет существует серьезный разрыв», - говорит Кайл Доусон, ведущий исследователь проекта. «В течение пяти лет мы работали над тем, чтобы восполнить этот пробел, и мы используем эту информацию, чтобы обеспечить некоторые из наиболее значительных достижений в космологии за последнее десятилетие».
Новая карта использует данные из разных этапов съемки SDSS для составления карт объектов на разных расстояниях от Земли, поэтому они представляют разные периоды времени в истории вселенной. На этой карте Земля - это точка в самом центре, а разноцветные кольца представляют разные наборы данных, распространяющиеся наружу на все большие расстояния в пространстве и времени.
Новая SDSS карта Вселенной, с разноцветными кольцами, представляющими разные наборы данных, собранных объектов на разных расстояниях от Земли. Фото: Anand Raichoor (EPFL), Ashley Ross (Ohio State University) and the SDSS Collaboration
Зеленая секция выделяет галактики, наиболее близкие к Земле, по данным, собранным во время первых двух запусков SDSS. Розовые и красные круги покрывают область на расстоянии около шести миллиардов световых лет от наблюдений за большими старыми красными галактиками. Немного дальше за ними данные поступают из более молодых голубых галактик. Чтобы составить карту еще дальше, примерно до 11 миллиардов лет назад, были получены данные от квазаров, которые являются яркими галактиками с очень активными сверхмассивными черными дырами в их центрах.
Получившаяся карта выявила несколько новых лакомых кусочков информации для астрономов. Исследователи смогли использовать карту, чтобы измерить скорость расширения вселенной - значение, известное как постоянная Хаббла. Как ни странно, они обнаружили, что текущее значение примерно на 10 процентов ниже, чем когда оно рассчитывается путем измерения расстояний до ближайших галактик.
Команда говорит, что данные с карты очень точны и состоят из разных наборов данных, которые имеют одно и то же заключение. По словам исследователей, именно поэтому существует несоответствие для постоянной Хаббла, и это загадка, которая потребует дальнейшего изучения.
Исследование также показало, что расширение Вселенной ускорилось примерно шесть миллиардов лет назад. Хорошо известно, что скорость расширения ускоряется, но когда это началось, было хитрой загадкой в прошлом. Предыдущие исследования предполагали, что это началось около четырех миллиардов лет назад, но новые данные указывают, что это началось раньше. Сила, получившая название «темная энергия», - наша лучшая догадка о том, что вызывает это ускорение.
И, наконец, поскольку исследование охватывает такой большой раздел пространства и времени, оно способно дать одну из самых ясных картинок того, какова «форма» Вселенной. Является ли она плоской или изогнутой, является предметом постоянного спора для астрофизиков, но новая карта SDSS добавляет доказательство того, что она плоская.
Слоановский цифровой небесный обзор SDSS продолжит более детально изучать космос, с новым этапом операций, который должен начаться в конце этого года.
Исследование было опубликовано в серии исследований, как 16-й выпуск данных Sloan. Команда обсуждает работу в видео ниже.
Источник: New Atlas / Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
