Новый метод помогает точнее измерять космологические расстояния

Mar 29, 2024

После сложного статистического анализа около миллиона галактик группа исследователей из нескольких китайских университетов и Университета Кордовы смоглаопубликовать результаты исследования в журнале Nature Astronomy. Они работали над проектом более двух лет, который сделает возможным определение космологических расстояний с новой, большей степенью точности.

В ходе исследования был разработан новый метод выявления того, что называются барионными акустическими колебаниями (БАО). Эти волны, существование которых было впервые продемонстрировано в 2005 году, являются одними из немногих следов Большого взрыва, которые все еще можно обнаружить в космосе. Они распространялись в течение первых 380 000 лет существования Вселенной, распространяясь, как звуковые волны, сквозь материю, настолько горячую, что она вела себя как жидкость, что-то похожее на то, что происходит, когда камень бросают в пруд. Впоследствии Вселенная расширилась и остыла до такой степени, что эти волны застыли во времени.

Самое интересное в этих колебаниях, свидетелях почти всей истории космоса, то, что известна их точная продолжительность (500 миллионов световых лет), поэтому в настоящее время они очень полезны для измерения космологических расстояний на основе расстояния между галактиками. Поэтому возможность обнаружить их и определить их размер имеет первостепенное значение для правильного отображения Вселенной до очень удаленных точек.

«Результаты этого исследования теперь позволяют нам обнаруживать эти волны с помощью нового и независимого метода. Объединив их, мы можем определять космические расстояния с большей точностью», — объяснил Антонио Дж. Куэста, научный сотрудник факультета космических исследований Университета Кордовы. Физика и единственный испанский автор исследования.

В этом новом исследовании с использованием статистических методов была проанализирована база данных, содержащая примерно один миллион галактик, уделяя особое внимание двум совершенно разным факторам: эллиптичности галактик и плотности вокруг них.

Что касается ориентации, галактики обычно растягиваются туда, где находится большее количество других галактик, из-за притяжения гравитации, но во Вселенной есть определенные места, где этот эффект не столь интенсивен. «Именно в тех точках, где галактики не указывают туда, куда им следует, статистика говорит нам, что расположены барионные акустические колебания, поскольку эти волны также действуют как точки гравитационного притяжения», — объяснил Куэста.

«Первое практическое применение, которое может иметь это исследование, — это более точно установить, где расположены галактики и расстояние между ними и Землей, но, в некотором смысле, мы также заглядываем в прошлое», — пояснил исследователь.

Этот новый подход к барионным акустическим колебаниям, ключ к ответам на некоторые важные вопросы о Вселенной, открывает новые двери в мир астрономии. Установление космологических расстояний, в свою очередь, дает новые сведения об истории расширения Вселенной и помогает нам понять ее состав с точки зрения темной материи и энергии, двух самых неуловимых и загадочных компонентов космоса.

- Этот пресс-релиз предоставлен Университетом Кордовы.