Астрофизики представили новую трехмерную карту Вселенной — самую большую и детальную на сегодня. Она охватывает 11 миллиардов лет космической истории Вселенской включает в себя данные о двух миллионах галактик.
Карта была создана в рамках международного проекта eBOSS, который стал частью крупного исследования SDSS («Слоуновский цифровой обзор неба»). Команда ученых использовала метод расширенной спектроскопической съемки барионных колебаний, чтобы получить данные. В основе новых результатов — детальные измерения более двух миллионов галактик и квазаров.
«Мы достаточно хорошо знаем и древнюю, и недавнюю историю расширения Вселенной, но в середине был пробел в 11 миллиардов лет. В течение пяти последних лет мы заполняли его и теперь собираемся использовать полученную информацию как основу для наиболее значимых открытий в космологии за последнее десятилетие», — заявил глава eBOSS, космолог из Университета Юты Кайл Доусон.
Эта карта — результат 20-летнего наблюдения за Вселенной с помощью телескопа Фонда Слоуна. С ее помощью изучают закономерности в распределении галактик, которые дают несколько ключевых параметров нашей Вселенной с точностью более одного процента. За последние четыре года астрономы включили в нее вдвое больше галактик.
Карта показывает, что около шести миллиардов лет назад процесс расширения Вселенной ускорился — и продолжает ускоряться сейчас. Ученые предполагают, что это может происходить из-за темной энергии.
Наблюдения авторов проекта частично расходятся с нынешней картиной Вселенной. В частности, измерение командой eBOSS постоянной Хаббла (показатель скорости расширения Вселенной) показало значение примерно на 10% ниже, чем найденное на расстояниях до ближайших галактик. Ученые считают, что это наблюдение не случайно: они не сомневаются в точности данных eBOSS, кроме того, разные вычисления давали один и тот же результат.
«Только с такими картами, как наша, можно с уверенностью сказать, что существует несоответствие в постоянной Хаббла», — говорит Ева-Мария Мюллер из Оксфордского университета, которая руководила анализом результатов полной выборки SDSS. У исследователей пока нет объяснения этому феномену. Они предполагают, что это может быть еще неизвестная форма материи или энергии ранней Вселенной.
В рамках проекта eBOSS отдельные группы в университетах по всему миру сосредоточились на анализе данных. Чтобы создать часть карты, датируемую шестью миллиардами лет назад, они изучали большие красные галактики. Дальше — более молодые голубые галактики. Наконец, для картографирования Вселенной 11 миллиардов лет назад и более они взяли квазары. Каждый из этих образцов требовал тщательного анализа, который смог бы выявить закономерности Вселенной. В общей сложности команда eBOSS опубликовала результаты более чем 20 научных работ (около 500 страниц текста).
«Комбинируя данные SDSS с дополнительными данными космического микроволнового фона, сверхновых и других программ, мы можем одновременно измерять многие фундаментальные свойства Вселенной», — говорит Мюллер.
eBOSS и SDSS не раскрывают природу темной энергии и несоответствие локальной и ранней скорости расширения Вселенной. Будущие исследования помогут ученым решить эту проблему и сделать измерения скорости расширения еще точнее.