Во вселенной есть пустоты, и мы не можем их правильно видеть. И это хорошо.
Эти пустоты - гигантские нерегулярные промежутки в космосе, которые пусты от галактик - по всему космосу. Но, поскольку они пусты, астрономы не могут их непосредственно наблюдать. Вместо этого они обнаруживают их, нанося на карту галактики через пространство, и затем отмечая области между этими областями. Однако с нашей точки зрения на Земле все эти пустоты выглядят искаженными.
Эти области кажутся растянутыми в одних местах и раздавленными в других. Это является следствием «красного смещения» галактик на их границах, визуального искажения, вызванного движением этих систем: по мере того, как они удаляются от зрителя (в данном случае земляне), длины волн галактик, по-видимому, растягиваются, становясь более красными ; те, кто движется к нам, выглядят более синими, когда их длина волны становится короче Темная энергия - это имя, которое астрономы дали невидимой силе, растягивающей нашу вселенную и заставляющей галактики удаляться друг от друга.
Это искажение оказывается хорошей вещью, согласно статье, опубликованной 9 июля в журнале Physical Review D. До сих пор исследователи полагались на точные измерения красных смещений отдельных галактик, чтобы выяснить, насколько быстро расширяется Вселенная, и в свою очередь, сколько темной энергии присутствует, чтобы стимулировать это расширение. Но измерение искажений пустот оказывается гораздо более точным методом, позволяющим исследователям еще больше сузить это расширение.
«На самом деле мы измеряем искажения в положениях галактик вокруг пустотных областей», - сказал Сешадри Надатур, исследователь из Университета Портсмута в Соединенном Королевстве и ведущий автор статьи. «Самое интересное в пустотах - это то, что они являются областями пространства, вокруг которых мы можем очень точно моделировать движения галактик».
Это потому, что математика, необходимая для точного определения движений галактик, становится намного проще в этих пустотах, сказала Надатур в интервью Live Science. (В этом случае исследовательская группа изучала пустоты на расстоянии около 5,5 миллиардов световых лет от Земли.)
«Галактики движутся из-за гравитации, тянущей их к областям избыточного вещества, и проблема, как правило, в том, что наша теория гравитации - общая теория относительности Эйнштейна - очень сложна, и уравнения трудно точно решить», - сказал он. «Так что большую часть времени в космологии мы используем приближения - известные как« теория возмущений »- чтобы помочь решить проблему. Эта теория возмущений работает намного лучше в пустых областях, чем в областях, где много материи, поэтому наши прогнозы проще сделать и намного точнее в пустотах ".
Результатом этой дополнительной точности является то, что, используя технику, впервые использованную в этой статье, ученые могут сделать гораздо более точные оценки скорости расширения Вселенной и лучше подтвердить, что наблюдаемые скорости расширения соответствуют предпочтительным теориям астрономов о том, почему расширение это происходит . Новый результат также дополнительно ограничивает область применения некоторых альтернативных теорий, которые распространяются вокруг. Предыдущие лучшие измерения галактического движения сделали все это тоже, но примерно в четыре раза хуже, согласно Надатуру.
Эти предыдущие лучшие измерения красных смещений галактических пустот были получены в исследовании неба, названном Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Это измерение пустоты-искажения также основывалось на данных BOSS, но значительно улучшило его выводы, применяя этот новый метод анализа к данным от BOSS.
Исследователи написали в статье, что улучшенные измерения расширения вселенной соответствуют существующим теориям о том, как работает темная энергия во вселенной: мы живем в «плоской» вселенной с постоянной темной энергией, способствующей ее расширению. «Объединив наши результаты с результатами, полученными по методике BAO, мы сможем получить намного лучшее измерение скорости космического расширения 5,5 миллиардов лет назад», - сказал Надатур. «А это, в свою очередь, очень важно, потому что оно говорит нам о том, что делала темная энергия в течение этого времени, а также о других вещах, таких как искривление пространства - это то, что вдохновляет нас, космологов».
Исследователи также указали в статье, что есть несколько предстоящих попыток сканировать небо более точно, чем BOSS, чтобы еще лучше понять темную энергию. Исследователи писали, что эта же техника должна значительно повысить точность этих исследований.
