Всесвіт пронизаний величезною невидимою павутиною, її вусики переплітаються через космос. Але, незважаючи на організацію того, що ми бачимо в космосі, ця темна павутина невидима. Це тому, що вона складається з темної речовини, яка здійснює гравітаційне тягнення, але не випромінює світла.
Тобто Інтернет досі був непомітним. Вперше дослідники висвітлили деякі найтемніші куточки Всесвіту.
Плетіння павутини
Давним-давно Всесвіт була гарячішою, меншою та щільнішою, ніж зараз. Також це було, в середньому, набагато нудніше. Не було великої різниці в щільності від місця до місця. Звичайно, простір був набагато більш тісним, але у молодому Всесвіті, куди б ти не поїхав, речі були майже однаковими.
Але були невеликі випадкові відмінності у щільності. Ці самородки мали дещо більшу гравітаційну тягу, ніж навколишнє оточення, і тому матерія, як правило, впадала в них. Зростаючи таким чином, вони розвивали ще сильніший гравітаційний вплив, втягуючи все більше матерії, внаслідок чого вони були більшими, і так далі, і так далі протягом мільярдів років. Одночасно з ростом самородків порожні місця між ними спорожнювалися.
Протягом космічного часу багаті ставали багатшими, а бідні - біднішими.
Врешті-решт щільні плями переросли в перші зірки, галактики та скупчення, тоді як простори між ними стали великими космічними порожнечами.
Тепер, 13,8 мільярда років в рамках цього масштабного будівельного проекту, робота не зовсім закінчена. Матерія все ще витікає з порожнеч, приєднуючись до груп галактик, що впадають у щільні, багаті скупчення. Сьогодні у нас є широка, складна мережа ниток матерії: космічна павутина.
Світло в темряві
Переважна більшість матерій у нашому Всесвіті темні; він не взаємодіє зі світлом або з будь-якою «нормальною» речовиною, яку ми бачимо як зірки та газові хмари та інші цікаві речі. Як результат, значна частина космічної павутини нам абсолютно непомітна. На щастя, там, де басейни темної матерії, вона також тягне за собою звичайну справу, щоб приєднатися до розваги.
У найгустіших кишенях нашого Всесвіту, де гравітаційний шепіт темної матерії впливав на достатню кількість регулярної речовини, щоб злитися, ми бачимо світло: Регулярна матерія перетворилася на зірки.
Як маяк на далекому, чорному березі моря, зірки та галактики говорять нам, де ховається прихована темна речовина, надаючи нам примарні обриси справжньої структури космічної павутини.
З цим упередженим видом ми можемо легко бачити кластери. Вони спливають, як міста-гіганти, побачені під час польоту червоних очей. Ми точно знаємо, що в цих структурах величезна кількість темної матерії, оскільки вам потрібно багато гравітаційного омфа, щоб об'єднати багато галактик.
А на протилежному кінці спектру ми можемо легко помітити порожнечі; вони є місцями, де вся справа не в цьому. Оскільки галактик, які висвітлюють ці простори, немає, ми знаємо, що вони за великим рахунком справді порожні.
Але велич космічної павутини полягає в ніжних лініях самих ниток. Розтягуючись мільйони світлових років, ці тонкі вусики галактик діють як великі космічні автостради, що перетинають чорні порожнечі, з'єднуючи яскраві міські скупчення.
Через тьмяну лінзу
Ці нитки в космічній павутині - найважча частина для вивчення. Вони мають деякі галактики, але не багато. І вони мають всіляку довжину та орієнтацію; порівняно, скупчення та порожнечі - це геометрична дитяча гра. Отже, хоча ми знаємо про існування ниток, за допомогою комп’ютерних симуляцій, десятиліттями нам насправді було важко, їх знаєш.
Однак нещодавно команда астрономів зробила великий прогрес у картографуванні нашої космічної павутини, опублікувавши їх результати 29 січня в базі даних arXiv. Ось як вони перейшли до бізнесу:
По-перше, вони взяли каталог так званих світних червоних галактик (LRG) з дослідження спектроскопічного огляду осциляції Баріона (BOSS). ЛРГ - це масивні звірі галактик, і вони, як правило, сидять в центрах густих крапок темної речовини. І якщо ЛРГ розташовуються в найгустіших регіонах, то лінії, що з'єднують їх, повинні бути зроблені з більш тонких ниток.
Але дивитися на простір між двома LRG не буде результативним; там не так багато речей. Отже, команда взяла тисячі пар LRG, вирівняла їх і склала один на одного, щоб скласти складене зображення.
Використовуючи це складене зображення, вчені підрахували всі галактики, які вони могли бачити, склавши свій загальний світловий внесок. Це дозволило дослідникам виміряти, наскільки нормальна речовина складається з ниток між LRG. Далі, дослідники розглядали галактики за нитками, а саме, їх форми.
Коли світло від цих фонових галактик пронизувало нитки, що втручалися, сила тяжіння від темної матерії в цих нитках м'яко штовхала світло, все одно злегка зміщуючи зображення цих галактик. Виміривши величину зсуву (вчені називали "зсувом"), команда змогла оцінити кількість темної речовини в нитках.
Цей захід вишикувався теоретичними прогнозами (ще один момент існування темної матерії). Вчені також підтвердили, що нитки були не зовсім темними. На кожні 351 сонячну масу в нитках було 1 світловий струм.
Це сира карта ниток, але вона перша, і це однозначно показує, що хоча наша космічна павутина переважно темна, вона не зовсім чорна.
Пол М. Саттер - астрофізик в SUNY Stony Brook та Інституті Флатірона, ведучий запиту космонавта та космічного радіо та автор програми «Ваше місце у Всесвіті».
