Remdamiesi 3000 kvazarų stebėjimais, kuriuos atrado „Sloan Digital Sky Survey“ (SDSS), mokslininkai iki šiol atliko tiksliausius difuzinių vandenilio dujų kosminių grupių matavimus. Šie kvazarai - 100 kartų daugiau nei buvo naudojami atliekant tokias analizes praeityje - yra nuo aštuonių iki dešimties milijardų šviesmečių atstumu, todėl jie yra žinomi apie tolimiausius objektus.
Dujų pluoštai tarp kvazarų ir žemės sugeria šviesą kvazaro spektruose, o tai leidžia tyrėjams nustatyti dujų pasiskirstymą ir išmatuoti, kiek nešvarios dujos yra vieno milijono šviesmečių skalėje. Šių dujų susikaupimo laipsnis, savo ruožtu, gali atsakyti į esminius klausimus, tokius kaip neutrinų masė ir kokia yra tamsiosios energijos prigimtis.
„Mokslininkai ilgą laiką tyrė galaktikų grupavimą, norėdami sužinoti apie kosmologiją“, - aiškino Uros Seljak iš Princetono universiteto, vienas iš SDSS tyrėjų. „Tačiau galaktikų formavimo ir grupavimo fizika yra labai sudėtinga. Kadangi didžiąją dalį visatos masės sudaro tamsiosios materijos, netikrumas kyla dėl to, kad mes nesuvokiame ryšio tarp galaktikų (kurias mes matome) ir tamsiosios materijos (kurios mes negalime pamatyti) pasiskirstymo. bet prognozuoja kosmologiniai modeliai). “ Manoma, kad kvazaro spektruose matomi dujiniai siūlai pasiskirsto panašiai kaip tamsiosios medžiagos, pašalindami šį netikrumo šaltinį.
„Jau keletą metų žinome, kad kvazariniai spektrai yra unikali priemonė tamsiųjų medžiagų pasiskirstymui ankstyvojoje visatoje tirti, tačiau SDSS duomenų kiekis ir kokybė šią viziją pavertė realybe“, - teigė Davidas Weinbergas iš Ohajo valstijos universiteto. , SDSS komandos narys. „Nuostabu, kad mes galime tiek daug sužinoti apie visatos struktūrą prieš 10 milijardų metų“.
Seljakas ir jo bendradarbiai su SDSS derino kvazaro spektrų analizę su galaktikų grupavimo, gravitacinio lęšio ir bangų matavimais kosminiame mikrobangų fone, kurį stebėjo NASA Wilkinsono mikrobangų anizotropijos zondas (WMAP). Tai suteikia geriausią apsisprendimą iki šiol sutelkti materiją į Visatą nuo milijono šviesmečių skalės iki daugelio milijardų šviesmečių. Šis išsamus vaizdas leidžia išsamiai palyginti su visatos istorijos ir sudedamųjų dalių teoriniais modeliais.
„Tai yra iki šiol griežčiausias kosmologinio infliacijos modelio prognozių testas; infliacija praeina skraidančiomis spalvomis “, - pridūrė Seljakas.
Infliacijos teorija teigia, kad iškart po didžiojo sprogimo Visata išgyveno ypač spartų pagreitį, kurio metu nedideli svyravimai erdvės metu buvo paversti astronominio dydžio raukšlėmis, kurias galiausiai galima pastebėti kaupiantis astronominiams objektams. Infliacijos teorija numato labai specifinę klasterizacijos laipsnio priklausomybę nuo masto, kurį ši analizė tvirtai patvirtina. Kiti scenarijai, tokie kaip ciklinės visatos teorija, pateikia labai panašias prognozes ir taip pat atitinka naujausius rezultatus.
Ankstyvosios WMAP komandos ir kitų asmenų analizės užuominos apie kosminės klasterizacijos nukrypimus nuo infliacijos prognozės. Jei teisingai, tai būtų reikėję iš esmės persvarstyti dabartinę Visatos struktūros atsiradimo paradigmą.
„Nauji duomenys ir atitinkama analizė iš esmės pagerina šio bandymo stebėjimo tikslumą“, - teigė Patrick McDonald iš Prinstono universiteto ir vienas iš radinių autorių. „Nauji rezultatai beveik visiškai atitinka infliaciją“.
„Medžiagos klasterizavimas yra tikslus ir galingas kosmologinių modelių išbandymas, o dabartinė analizė atitinka ir pratęsia mūsų ankstesnius tyrimus“, - sutiko Adrianas popiežius iš Johns Hopkins universiteto, kuris vadovavo ankstesnei SDSS galaktikų klasterizacijos analizei. .
Naujoji analizė taip pat pateikia geriausią informaciją apie neutrino masę. Antžeminiai eksperimentai, gavę 2002 m. Nobelio fizikos premiją, aiškiai parodė, kad neutrinai turi masę, tačiau šie eksperimentai galėjo išmatuoti tik masės skirtumą tarp trijų skirtingų žinomų neutrinų tipų. Neutrinų buvimas paveiktų kosminių grupių susiformavimą milijonų šviesmečių skalėse, tiksliai tokiose skalėse, kurių zondavimas pagrįstas kvazaro spektru.
Naujoji analizė rodo, kad lengviausia neutrino masė turi būti mažesnė už du kartus anksčiau išmatuotą masės skirtumą. Nauji matavimai taip pat pašalina papildomos masyvios neutrinų šeimos galimybę, kurią siūlo kai kurie sausumos eksperimentai.
„Kosmologija, labai didelis mokslas, gali mums pasakyti apie pagrindinių dalelių, tokių kaip neutrinai, savybes“, - sakė Lam Hui iš JAV Energetikos departamento Fermi nacionalinės greitintuvo laboratorijos, atlikusios nepriklausomą šių dalelių analizę. duomenys, kartu su Scott Burles iš MIT ir kitais.
Naujoji analizė taip pat suteikia papildomos paramos tamsiosios energijos egzistavimui ir rodo, kad tamsiosios energijos laikas nesikeičia. Ši analizė pateikia geriausias iki šiol vykusio laiko raidos ribas.
„Kol kas nėra jokių įrodymų, kad tam tikra energija keičiasi laikui bėgant, ir tikimybė, kad ateityje visata bus sudužusi dėl didelio plyšimo, iš esmės sumažėja dėl šių naujų rezultatų“, - teigė Aleksejus Makarovas iš Prinstono universiteto, kuris taip pat dalyvavo dalyvauti šiame tyrime.
Originalus šaltinis: SDSS žinių laida