Международная группа ученых, занятая составлением первой карты распределения темной материи, опубликовала первые результаты своей деятельности. Цель ученых - подобраться к пониманию сущности и природы т.н. «темной энергии» или же отбросить эту теорию навсегда.
Темная материя представляет собой невидимую паутину, которая удерживает галактики относительно друг друга; наблюдая, как концентрации темной материи сдвигаются со временем, космологи надеются прийти к пониманию природы еще более загадочной силы - темной энергии, которая, как считается, ответственна за расширение Вселенной.
Опубликованный первый вариант карты показывает волокна из темной материи, усеянные галактиками, а также провалы между ними. В проекте создания карты, как сообщает BBC, участвует более 300 ученых из шести стран. Они используют для этого изображения, полученные лучшей астрономической цифровой фотокамерой в мире с разрешением в 570 мегапикселей, установленной на телескопе в обсерватории Черро Толедо в чилийских Андах.
Более теплые цвета показывают районы концентрации темной материи
«Нашей целью всё это время было преодоление невидимого барьера, который скрывает темную материю», - говорит Сара Бридл, профессор астрофизики в университете Манчестера и сопредседатель группы. Проект начался более двух лет назад и будет продолжаться еще три года. Предварительная карта была получена за счет использования первых пробных изображений новой фотокамеры.
Процесс создания такой карты осложняется тем, что темная материя невидима, а ее присутствие можно обнаружить только по гравитационным искажениям света дальних астрономических объектов. Астрофизики ищут на получаемых цифровых изображениях вполне определенный тип искажений - так называемые гравитационные линзы. Эти искажения по своим оптическим параметрам весьма незначительны - они значительно уступают искажениям, вызванным воздействием земной атмосферы, а также искажениям, присущим самим телескопам. Поэтому при обработке снимков необходимо отфильтровывать эти внешние искажения.
За последние два года профессор Бридл и ее коллеги по проекту измерили параметры не менее двух миллионов галактик, которые отображены на первых фотографиях, полученных с новой камеры. Точность этих измерений достигала 0,1%, что требовало немалого времени для компьютерной обработки изображений. Сводя вместе все эти микроскопические искажения, новая карта показывает точные места концентрации темной материи на данном участке небосклона.
Карта дает очень четкую картину распределения темной материи, которая не содержит каких-либо сюрпризов. «Наш анализ пока что не отклоняется от современных представлений о Вселенной, - говорит доктор Чинвей Чан из Швейцарского федерального технологического института, один из участников проекта и авторов доклада. - Мы видим, как темная материя влияет на распределение галактик различных типов и как вместе они эволюционируют со временем».
Более крупные неожиданности может принести достижение конечной цели проекта - понимание природы темной энергии. Когда будет получена относительно полная карта распределения темной материи во Вселенной, ученые смогут измерить, с какой скоростью происходит относительное смещение этих масс темной материи. Расширение Вселенной происходит с постоянным ускорением (постоянная Хаббла), а темная энергия считается, по мнению многих физиков, причиной такого расширения.
«Скорость сгущения темной материи говорит нам о том, насколько быстро растягивается Вселенная», - поясняет профессор Бридл. Сравнивая степень сближения этих масс темной материи в различные этапы развития Вселенной на основе анализа изображений астрономических объектов, удаленных от нас на различные расстояния, космологи смогут оценить скорость и динамику этого расширения. А это, в свою очередь, может дать ответ о природе темной энергии. В конечном итоге эти данные могут дать точное измерение параметров этой загадочной силы.
Или же, по мнению Сары Бридл, могут быть получены совсем неожиданные результаты. «Возможно, эти данные продемонстрируют нам, что теория существования темной энергии не подходит для объяснения картины Вселенной, и что в действительности даже общая теории относительности для этого не подходит», - говорит она. По ее словам, общая теория относительности Эйнштейна уже сейчас не объясняет полностью механизм существования темной энергии, но никакой другой теории пока у космологов нет.
