Темная энергия растягивает Вселенную в бесконечность
Расширение Вселенной никогда не прекратится. Темная энергия не дает галактикам притягиваться друг к другу и разносит их все дальше. На будущее Вселенной астрономы взглянули через гравитационную линзу.
Изучая гравитационную линзу, которую образует группа галактик Abell 1689, астрономы сделали вывод, что расширение Вселенной никогда не прекратится. Они нашли способ, как выявить существование не дающейся для прямых наблюдений темной энергии.
Гравитационную линзу создают массивные скопления галактик, которые способны стягивать световые лучи от очень отдаленных галактик, подобно обычной линзе. Этот эффект слаб и напрямую зависит от массы галактического скопления. Но гравитационное воздействие оказывает не только обычное вещество -- его массы недостаточно, чтобы объяснить силу воздействия. Влияние оказывает также темная материя, которая проявляется исключительно по гравитационному действию и пока не может быть обнаружена другим способом.
По данным космологических исследований, темное вещество составляет примерно 24% полной плотности Вселенной, в то время как обычное барионное -- лишь около 4%. Оставшуюся часть составляет еще менее понятная ученым антигравитирующая темная энергия. В современной космологии она объясняет, почему галактики разбегаются в разные стороны, хотя по идее должны стягиваться за счет сил гравитации.
Ученые из Лаборатории реактивного движения в Пасадене (США), Университета Прованса (Франция), Йельского университета (США), Университета Копенгагена и Даремского университета (Великобритания) измерили гравитационные свойства Abell 1689. Данные о скоплении галактик собрали с помощью орбитального телескопа Hubble и его Усовершенствованной обзорной камеры (Advanced Camera for Surveys).
«Что мне нравится в нашем новом методе, так это то, что он очень визуален. Вы буквально можете видеть, как гравитация и темная материя сгибают изображения дальних фоновых галактик в дуги», -- сообщил один из авторов исследования Эрик Джалло из Лаборатории реактивного движения. Искажение, которое дает линза, зависит от расстояний между отдаленными объектами. Его удалось измерить с помощью наземных Очень большого телескопа (Чили) и Обсерватории Кека, расположенной на Гавайях. Кроме относительных расстояний на эффект гравитационной линзы влияют структура пространства и времени, а также ее масса.
Одна из задач работы заключалась в том, чтобы максимально надежно измерить распределение масс. Второе -- необходимо знать точное расположение объектов. Тогда подстановка значений в космологическое уравнение состояния позволяет вычислить, какое действие оказывают обычная и темная материи и противодействующая им темная энергия. Ученым потребовалось развить новые математические модели, чтобы составить точные карты распределения материи.
По словам авторов исследования, массовое распределение уже неплохо изучено. В сочетании с данными о расстояниях это дает возможность рассчитать судьбу Вселенной, а также получить информацию о темной энергии, существование которой пока не представляется возможным определить иным образом.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.