Бедное место
Трое американских астрофизиков Райан Кинан, Эми Баргер и Леннокс Коуи предприняли попытку сравнить среднюю плотность вещества в локальной части Вселенной с той, что имеет место на больших масштабах.
Распределение материи в окрестности Земли, Иллюстрация Keenan et al.
Для этого они оценили в некотором смысле полное количество света от галактик, находящихся на разных расстояниях от нас. Они исходили из простого соображения: если в какой-то части Вселенной света больше, то там больше и излучающей материи, а значит, и материи вообще.
То, что на масштабе более одного гигапарсека Вселенная однородна и изотропна, мы знаем, в общем-то, твердо. Но что происходит на масштабе в 3-4 раза меньшем, пока не так понятно.
У Кинана, Баргер и Коуи получилось, что мы, по-видимому, живем в области локального «разрежения», то есть в среднем Вселенная более плотная, чем наши ближайшие окрестности.
Авторы обсуждаемой работы сделали выборку из почти 35 тысяч известных галактик, распределенных по 500 квадратным градусам неба (1/80 всей площади небесной сферы) и при этом относительно близких - до красных смещений 0,2-0,3 (то есть как раз где-то до 1 гигапарсека).
Информация об этих галактиках была результатом нескольких современных больших программ по сбору данных наблюдений за небом, таких как UKIDSS-LAS, SDSS и 2dF Galaxy Redshift Survey. В рамках работы оценивалась преимущественно яркость в инфракрасном диапазоне длин волн.
Инфракрасное излучение слабо поглощается пылью как в нашей Галактике, так и в той, из которой оно вышло, и, стало быть, по нему с меньшей ошибкой можно оценить полное количество излучающего вещества. В результате авторы получили самую большую и однородную выборку относительно близких галактик, которая когда-либо использовалась в рамках подобной задачи.
Здесь стоит отметить, что создание такой выборки и аккуратная обработка имеющихся данных, с анализом всех возможных источников ошибок, составляет, в смысле вложенного труда, большую часть всей работы. По сути, в данной работе авторы исследовали зависимость так называемой функции светимости (проще говоря, количества света в пространстве) от красного смещения, то есть расстояния от нас.
Главный вывод работы: на расстоянии 200-300 мегапарсек от нас света примерно в полтора раза больше, чем рядом с нами. А значит, заключают авторы, и материи там пропорционально больше. Стало быть, мы живем в пузыре с пониженной плотностью.
Тут необходимо сделать одно замечание. Мы, конечно, сегодня знаем, что количество излучающего вещества и полное количество материи в галактике различаются очень сильно. Большую часть массы дает загадочная темная материя, которая потому и темная, что не светит.
Но ее количество, как следует из множества работ по изучению динамики галактик, в целом пропорционально общей массе того вещества, которое, в прямом смысле этого слова, видно. Поэтому если непосредственно плотность вещества в какой-то части Вселенной оценить сложно, то сравнить плотности в разных местах, основываясь лишь на данных наблюдений яркости галактик, существенно легче.
Обсуждаемая работа - уже не первое исследование плотности ближайших (по космологическим масштабам) окрестностей. Указания на то, что плотность вещества рядом с нами ощутимо меньше средней по всей Вселенной, появлялись в последнее десятилетие в работах разных авторов.
Масштабы, о которых идет речь, - около 250-300 мегапарсек (около миллиарда световых лет). Это где-то в 3000 раз больше размеров нашей Галактики, в 400 раз больше расстояния до ближайшей крупной соседки - Туманности Андромеды - и в несколько раз больше размеров так называемых войдов - типичных разрежений плотности галактик во Вселенной.
Тот факт, что мы живем в зоне разрежения, может иметь далеко идущие последствия. Так, например, можно показать, что наблюдателю, находящемуся в центре достаточно сильного разрежения, будет казаться, что Вселенная расширяется с ускорением, даже если это не так. А ведь Нобелевскую премию за открытие ускоренного расширения Вселенной уже вручили.
Насколько сильно этот вывод влияет на современные космологические параметры (наличие темной энергии, величину постоянной Хаббла), говорить пока рано. Скорее всего, влияет не сильно, ведь современная космологическая модель состоит из большого набора разнородных наблюдательных фактов.
К тому же почти одновременно с работой Кинана, Баргер и Коуи была опубликована небольшая заметка с контраргументами против изложенного здесь вывода. Однако теперь мы понимаем, что к данным прецизионной космологии, век которой, как показала обсерватория Планка, уже начался, необходимо относиться более внимательно.
lenta.ru
-------------------------------------------------------------
Еще по теме:
Обет молчания
Поплаваем
Куда податься
Обитаемые Земли
Проект "SETI 2" ?
Все самое интересное о космосе здесь - ru_deep_space
Распределение материи в окрестности Земли, Иллюстрация Keenan et al.
Для этого они оценили в некотором смысле полное количество света от галактик, находящихся на разных расстояниях от нас. Они исходили из простого соображения: если в какой-то части Вселенной света больше, то там больше и излучающей материи, а значит, и материи вообще.
То, что на масштабе более одного гигапарсека Вселенная однородна и изотропна, мы знаем, в общем-то, твердо. Но что происходит на масштабе в 3-4 раза меньшем, пока не так понятно.
У Кинана, Баргер и Коуи получилось, что мы, по-видимому, живем в области локального «разрежения», то есть в среднем Вселенная более плотная, чем наши ближайшие окрестности.
Авторы обсуждаемой работы сделали выборку из почти 35 тысяч известных галактик, распределенных по 500 квадратным градусам неба (1/80 всей площади небесной сферы) и при этом относительно близких - до красных смещений 0,2-0,3 (то есть как раз где-то до 1 гигапарсека).
Информация об этих галактиках была результатом нескольких современных больших программ по сбору данных наблюдений за небом, таких как UKIDSS-LAS, SDSS и 2dF Galaxy Redshift Survey. В рамках работы оценивалась преимущественно яркость в инфракрасном диапазоне длин волн.
Инфракрасное излучение слабо поглощается пылью как в нашей Галактике, так и в той, из которой оно вышло, и, стало быть, по нему с меньшей ошибкой можно оценить полное количество излучающего вещества. В результате авторы получили самую большую и однородную выборку относительно близких галактик, которая когда-либо использовалась в рамках подобной задачи.
Здесь стоит отметить, что создание такой выборки и аккуратная обработка имеющихся данных, с анализом всех возможных источников ошибок, составляет, в смысле вложенного труда, большую часть всей работы. По сути, в данной работе авторы исследовали зависимость так называемой функции светимости (проще говоря, количества света в пространстве) от красного смещения, то есть расстояния от нас.
Главный вывод работы: на расстоянии 200-300 мегапарсек от нас света примерно в полтора раза больше, чем рядом с нами. А значит, заключают авторы, и материи там пропорционально больше. Стало быть, мы живем в пузыре с пониженной плотностью.
Тут необходимо сделать одно замечание. Мы, конечно, сегодня знаем, что количество излучающего вещества и полное количество материи в галактике различаются очень сильно. Большую часть массы дает загадочная темная материя, которая потому и темная, что не светит.
Но ее количество, как следует из множества работ по изучению динамики галактик, в целом пропорционально общей массе того вещества, которое, в прямом смысле этого слова, видно. Поэтому если непосредственно плотность вещества в какой-то части Вселенной оценить сложно, то сравнить плотности в разных местах, основываясь лишь на данных наблюдений яркости галактик, существенно легче.
Обсуждаемая работа - уже не первое исследование плотности ближайших (по космологическим масштабам) окрестностей. Указания на то, что плотность вещества рядом с нами ощутимо меньше средней по всей Вселенной, появлялись в последнее десятилетие в работах разных авторов.
Масштабы, о которых идет речь, - около 250-300 мегапарсек (около миллиарда световых лет). Это где-то в 3000 раз больше размеров нашей Галактики, в 400 раз больше расстояния до ближайшей крупной соседки - Туманности Андромеды - и в несколько раз больше размеров так называемых войдов - типичных разрежений плотности галактик во Вселенной.
Тот факт, что мы живем в зоне разрежения, может иметь далеко идущие последствия. Так, например, можно показать, что наблюдателю, находящемуся в центре достаточно сильного разрежения, будет казаться, что Вселенная расширяется с ускорением, даже если это не так. А ведь Нобелевскую премию за открытие ускоренного расширения Вселенной уже вручили.
Насколько сильно этот вывод влияет на современные космологические параметры (наличие темной энергии, величину постоянной Хаббла), говорить пока рано. Скорее всего, влияет не сильно, ведь современная космологическая модель состоит из большого набора разнородных наблюдательных фактов.
К тому же почти одновременно с работой Кинана, Баргер и Коуи была опубликована небольшая заметка с контраргументами против изложенного здесь вывода. Однако теперь мы понимаем, что к данным прецизионной космологии, век которой, как показала обсерватория Планка, уже начался, необходимо относиться более внимательно.
lenta.ru
-------------------------------------------------------------
Еще по теме:
Обет молчания
Поплаваем
Куда податься
Обитаемые Земли
Проект "SETI 2" ?
Все самое интересное о космосе здесь - ru_deep_space