Впервые изучено распределение темной материи на расстоянии в 12 миллиардов световых лет

Ученые изучили распределение темной материи в окрестностях галактик, расположенных на расстояниях в 12 миллиардов световых лет, и это стало первым случаем косвенного обнаружения таинственной субстанции, которая, предположительно, доминирует во Вселенной, на настолько большом расстоянии от Земли.

Эти находки, которые были сделаны коллаборацией под руководством исследователей из Нагойского университета, Япония, показывают, что темная материя в ранней Вселенной менее неоднородна, чем предсказывают популярные современные космологические модели. Если дальнейшие исследования подтвердят данную гипотезу, это может изменить понимание эволюции галактик и подтвердить, что фундаментальные законы существования космоса в период, когда возраст нашей Вселенной составлял всего лишь 1,7 миллиарда лет, могли отличаться от современных закономерностей.

Ключом к пониманию распределения темной материи в эту очень раннюю эпоху существования Вселенной стало реликтовое излучение – первый свет, оставшийся после Большого взрыва, который наполняет всю Вселенную.

Астрономы изучают распределение темной энергии во Вселенной по ее гравитационным эффектам. Согласно Общей теории относительности Эйнштейна, свет, идущий от далеких галактик, меняет траекторию при прохождении мимо массивных объектов, таких как сгустки обычной (барионной) или темной материи, и это помогает оценить массу такого сгустка. Метод носит название метода гравитационного линзирования. Однако до сих пор при помощи данного метода ученым удавалось идентифицировать распределение темной материи, расположенной на расстоянии лишь не более чем 8-10 миллиардов световых лет от нас, поскольку для оценки массы более далеких сгустков темной материи требовалось больше ярких фоновых источников, которых с увеличением расстояния становится все меньше.

Тем временем, реликтовое излучение является более древним светом, чем свет любой галактики. Как и любой другой свет, реликтовое излучение искажается при прохождении мимо массивных объектов Вселенной. В своей работе команда совместно рассмотрела искажения за счет линзирования света, испускаемого крупной группой древних галактик, и искажения реликтового излучения, чтобы оценить распределение материи, существовавшей во Вселенной в то время, когда ее возраст составлял всего лишь 1,7 миллиарда лет.

Согласно полученным результатам, темная материя в ранней Вселенной менее склонна к образованию сгустков, чем показывают многие современные модели темной материи, в частности, модель холодной темной материи под названием Лямбда-CDM. Пока команда не решается оспаривать справедливость данной модели и вносить корректировки, частично меняя исходные допущения модели, однако если дальнейший сбор данных по распределению темной материи в ранней Вселенной с использованием метода, основанного на наблюдениях реликтового излучения, подтвердит более высокую степень однородности последней, то это потребует пересмотра модели, отметили авторы.

Работа опубликована в журнале Physical Review Letters; главный автор Хиронао Миятакэ (Hironao Miyatake) из Нагойского университета.

источник: