Гігантська нова карта космосу може змінити все, що ми знали про Всесвіт

Потужний інструмент із п’ятьма тисячами “волоконних очей” створив одну з найдетальніших карт космосу в історії — і тим самим змусив учених по-новому поглянути на устрій Всесвіту.

Йдеться про спектроскопічний прилад темної енергії DESI, встановлений на телескопі Mayall в Національній обсерваторії Кітт-Пік в Аризоні (США).

За допомогою цього інструмента астрономам вдалося зафіксувати понад 47 мільйонів галактик і квазарів, а також більш як 20 мільйонів зірок. Це більш ніж у шість разів перевищує обсяг усіх попередніх космічних спостережень разом узятих.

Нова мапа охоплює простір на відстані до 11 мільярдів світлових років.

За словами дослідниці астрономії Луз Анхели Гарсії з університету ECCI в Колумбії, вік Всесвіту становить приблизно 13,7 мільярда років, тож інструмент фактично зазирає в епохи, близькі до його народження.

Це дає вченим новий рівень розуміння того, як влаштовані галактики та як вони формуються.

Як вчені “читають” космос

Протягом п’яти років DESI сканував майже третину неба. За одну ніч система аналізувала понад 100 тисяч галактик.

Технологія базується на системі оптоволоконних датчиків, які одночасно “зчитують” спектр світла тисяч об’єктів.

За цими спектрами науковці визначають, наскільки Всесвіт розширився за час, поки світло летіло до Землі. У результаті карта перетворюється не просто на зображення, а на своєрідну хроніку космічної еволюції.

Але найважливіше полягає не лише в масштабі спостережень.

DESI дає новий ключ до однієї з найбільших загадок сучасної фізики — темної енергії, яка становить близько 70% Всесвіту та відповідає за його прискорене розширення.

Фрагмент 3D-карти, опублікованої DESI — Підпис до фото,Цей фрагмент карти показує галактики та квазари над і під Чумацьким Шляхом. Збільшене коло відображає масштабну структуру Всесвіту. Земля розташована в центрі кутів, а чорна зона позначає ділянки, де наша Галактика приховує від нас далекі об’єкти

Знання вчених про темну енергію досі залишаються вкрай обмеженими.

Довгий час вважалося, що темна енергія поводиться як так звана “космологічна стала” — поняття, яке Альберт Ейнштейн свого часу ввів у загальну теорію відносності. Вона мала пояснити, чому Всесвіт розширюється стабільно й рівномірно.

Однак нові спостереження DESI ставлять цю модель під сумнів.

Всесвіт, що не стоїть на місці

Дані свідчать: темна енергія може бути не сталою, а динамічною, такою, що змінюється з часом.

Ще у 2025 році команда DESI припустила, що її “антигравітаційний” ефект може поступово слабшати.

Це принципово важливо, адже тоді сучасну модель космосу доведеться переглянути.

У звичній моделі все виглядає так: простір розширюється, галактики віддаляються одна від одної, а темна енергія лише прискорює цей процес. Але якщо її сила справді зменшується, це може радикально змінити уявлення про Всесвіт.

Чорне фонове зображення з текстурою у вигляді ниток та синьо-білих крапок, причому деякі ділянки виглядають щільнішими та мають більш насичений колір, ніж інші — Підпис до фото,Цей фрагмент карти показує масштабну структуру Всесвіту, сформовану гравітацією. Кожна точка тут — окрема галактика. Найщільніші ділянки позначають зони, де галактики та скупчення галактик зібралися разом, утворюючи нитки космічної павутини

За словами Луз Анхели Гарсії, такі результати “натякають на зовсім інше майбутнє Всесвіту, ніж те, яке ми уявляли після появи концепції темної енергії в космології”.

Деякі дослідники йдуть ще далі у своїх припущеннях.

Професор Йон Вук Лі з університету Йонсе у Південній Кореї вважає: якщо темна енергія й надалі слабшатиме, це може фундаментально змінити сучасну космологію.

Фотографія космосу, заповненого галактиками, зірками та астероїдами. — Підпис до фото,Темна енергія — це загадкова сила, що прискорює розширення Всесвіту

Ба більше – у далекому майбутньому розширення Всесвіту може сповільнитися, а потім гравітація почне знову стягувати галактики одна до одної.

Тоді космос почне стискатися до стану, відомого як Велике стиснення (Big Crunch) – потенційної протилежності Великому вибуху.

Прилад DESI встановлений всередині телескопа Mayall в Аризоні, США. — Підпис до фото,Прилад DESI встановлений всередині телескопа Mayall в Аризоні, США

На цьому робота DESI не завершується. Дослідники планують розширити мапу ще приблизно на 20%, збільшивши охоплення до 17 000 квадратних градусів неба.

Для розуміння масштабу: Місяць займає на небі лише близько 0,2 квадратного градуса. А ніготь мізинця на витягнутій руці — приблизно один квадратний градус, пояснює астрофізик Ітан Сігел.

Нова фаза спостережень дозволить вивчати ділянки поблизу Чумацького Шляху, а також зони, де спостереження раніше ускладнювали яскраві зірки або вплив земної атмосфери.

Крім того, астрономи планують досліджувати карликові галактики та зоряні потоки – своєрідні “річки” із зірок, які гравітація Чумацького Шляху буквально вирвала з менших сусідніх галактик.

Кінцева мета проєкту – глибше зрозуміти не лише темну енергію, а й темну матерію – ще одну невидиму складову Всесвіту, яку неможливо побачити напряму, але яка формує значну частину його маси.

Керівник проєкту DESI Майкл Леві каже, що команда вже вийшла далеко за межі початкових планів: “Ми не знаємо, що саме знайдемо, але впевнені – це буде справді захопливо”.

Джерело:bbc