2,5-метровый телескоп обсерватории Апачи-Поинт, который финансирует негосударственный фонд Альфреда Слоуна, уже 20 лет ведёт картографическую съёмку неба. За это время удалось получить спектры более двух миллионов галактик возрастом до 11 миллиардов лет. Это позволило построить наиболее подробную на сегодняшний день карту расширяющейся Вселенной. Она позволила учёным узнать много нового об истории Вселенной.
Различные части созданной карты из-за конечности скорости света соответствуют разным этапам развития Вселенной. Для каждой части карты использовались данные о галактиках и ядрах галактик, наиболее распространённых в то время. Учёные вели наблюдения более 20 лет, последовательно от наиболее близких галактик к самым удалённым. В работе приняло участие более 100 исследователей, которые опубликовали десятки научных работ. Наконец, все эти результаты свели в одну трёхмерную карту.
В первой части трёхмерной карты, показывающей историю Вселенной от наших дней и до 6 миллиардов лет назад, использовали наиболее распространённые в этот период крупные галактики с преобладанием красных (старых) звёзд. Часть карты, соответствующая периоду времени от 6 и до 11 миллиардов лет назад, создали на основе данных наблюдений за более молодыми галактиками, в которых большую часть составляют голубые (молодые) звёзды. А для построения наиболее древней части карты, содержащей объекты, которые мы видим такими, какими они были 11 и более миллиардов лет назад, учёные изучали квазары. Квазары – древние и яркие ядра галактик, в которых находятся сверхмассивные чёрные дыры, активно поглощающие окружающее вещество.
Согласно полученным данным, около 6 миллиардов лет назад расширение Вселенной начало ускоряться, с тех пор скорость расширения лишь увеличивается. Это ускоренное расширение, по мнению учёных, связано с таинственной «тёмной энергией». Это хорошо согласуется с общей теорией относительности Эйнштейна, но трудно согласовать с нынешним пониманием физики элементарных частиц.
Также исследование позволило уточнить значение «постоянной Хаббла» (скорости разбегания галактик в современной Вселенной). Её определение – одна из наиболее важных задач современной космологии, так как эта величина связывает расстояния до далёких (внегалактических) объектов со скоростью их удаления от нас. Чем точнее известна эта величина, тем точнее учёные могут моделировать будущее развитие Вселенной. Согласно результатам, полученным в исследовании, эта скорость примерно на 10 процентов ниже значения, определённого в других исследованиях. Высокая точность данных означает малую вероятность случайности этого несоответствие, а богатое разнообразие данных даёт несколько независимых способов сделать один и тот же вывод.
Нет общепринятого объяснения этого несоответствия измеренных разными методами скорости расширения, но очень интересная, с точки зрения учёных, версия состоит в том, что ранее неизвестная форма материи или энергии из ранней Вселенной могла оставить след в нашей истории.
Результаты в целом оставляют эти загадки тёмной энергии и несоответствия скорости расширения Вселенной в наследство для будущих проектов. В следующем десятилетии новые исследования могут разрешить её или, возможно, выявят другие сюрпризы.
Автор: Дмитрий Эпштейн
