Новости

13 февраля, 2023 14:30

Зачем составляют карты распределения материи по Вселенной?

Источник: Вокруг Света
Космологи Чикагского университета в конце января сообщили о создании наиболее подробной на данный момент карты Вселенной. Ученые объединили данные двух мощных телескопов и выяснили, что материя во Вселенной расположена более равномерно, а на «комковато», как считалось раньше. В перспективе такие карты помогут «раскрутить» историю нашего мира в обратном направлении, вплоть до Большого Взрыва. 
Источник: Irina Dmitrienko / Alamy

Впрочем, вопросов пока намного больше, чем ответов. Так, 75% всей материи ученые относят к темной, то есть данные о ее существовании можно получить только косвенно, по тому, как изгибается свет, проходя мимо нее. Зачем астрофизики исследуют то, что находится в миллиардах световых лет от нас, мы спросили Игоря Чилингаряна, грантополучателя РНФ, ведущего научного сотрудника ГАИШ МГУ и астронома Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра.

«Во-первых, это интересно! Во-вторых, космология (а исследования крупномасштабной структуры Вселенной — это одно из направлений наблюдательной космологии) прямо связана с физикой элементарных частиц: во многих университетах существуют отделы, кафедры и целые институты физики элементарных частиц и космологии», — отвечает астроном.


Игорь Чилингарян, ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ, грантополучатель РНФ, астроном Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра. Источник: Вокруг света 

«Ранняя Вселенная работает как гигантский ускоритель элементарных частиц, точнее, наоборот: в ускорителях элементарных частиц ученые пытаются моделировать процессы, происходившие в ранней Вселенной в первые мгновения после Большого Взрыва», — рассказывает Игорь Чилингарян. 

Крупномасштабная структура Вселенной закладывалась в эти самые моменты, когда появились совсем небольшие флуктуации плотности вещества (а точнее, темной материи), а потом эти флуктуации выросли в галактики и скопления галактик, которые в настоящее время являются самыми крупными гравитационно-связанными структурами во Вселенной.


Источник: Wirestock

— Например, еще в начале 80-х годов прошлого века, когда за несколько лет наблюдений была составлена самая первая карта распределения видимого вещества во Вселенной, содержавшая расстояния всего до нескольких тысяч галактик*, стало понятно, что темная материя не может быть «горячей», то есть частицы темной материи не могут быть быстрыми (движущимися с околосветовыми скоростями) — в этом случае мы бы видели намного более крупные концентрации видимого вещества, чем самые массивные скопления галактик. Современные обзоры неба, возможно, в перспективе позволят измерить массу нейтрино — элементарной частицы, проникающей через любые преграды, которой заполнена наша Вселенная, но массу которой до сих пор не удалось измерить экспериментально, — говорит астроном.

«В целом, наблюдательная космология позволяет проводить такие исследования в области физики элементарных частиц, которые иными способами провести невозможно. А это дает выход и на ядерную физику. Недаром крупные проекты в области наблюдательной космологии в США (обзоры неба Dark Energy Survey и DESI) и Китае (планирующийся десятилетний обзор неба в семи диапазонах длин волн с помощью нового двухметрового космического телескопа в 2025–2035 годах) финансируются теми же государственными структурами, которые занимаются ядерной энергетикой, разработкой и изготовлением ядерного оружия», — обращает внимание Игорь Чилингарян.

Поможет ли новая карта Вселенной в поиске других цивилизаций?


— Это вряд ли, по крайней мере, на текущем этапе развития науки и технологий, — объясняет ученый. — Шанс найти другие цивилизации, а точнее — даже следы их существования, есть только в ближайших окрестностях Солнечной системы — в радиусе максимум нескольких десятков световых лет. Наблюдательная космология — это про далекие и очень далекие галактики, напомнил ученый. — Вот если новые открытия в области физики элементарных частиц, которые будут прямо или косвенно связаны с космологией и расширением Стандартной модели, позволят разработать совершенно новые принципы создания двигателей для перемещения в космическом пространстве, то это сможет как-то помочь в поиске и исследовании других цивилизаций. Но это возможно только в весьма далеком будущем, — подытожил Игорь Чилингарян.

* Для сравнения, сейчас за одну наблюдательную ночь на 4-метровом телескопе обсерватории Китт Пик с помощью спектрографа Dark Energy Spectroscopic Experiment (DESI) измеряют расстояния до 100 тысяч галактик (прим. Игоря Чилингаряна).

Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ

17 июня, 2024
Сверхкороткие световые импульсы сделали оптически однородный материал «ловцом» света
Ученые предложили использовать сверхкороткие световые импульсы — длительностью в квадриллионные до...
5 июня, 2024
Создан температурный сенсор на основе связанных состояний в континууме
Красноярские ученые впервые разработали фотонно-кристаллический микрорезонатор с жидкокристалличес...