Новое исследование, опубликованное 13 октября в журнале Astrophysical Journal, показало, что Вселенная становится горячее.
В нем исследуется тепловая история Вселенной за последние 10 миллиардов лет. Было обнаружено, что средняя температура газа за этот период во Вселенной увеличилась более чем в 10 раз и сегодня достигла около 2 миллионов градусов Кельвина — примерно 4 миллиона градусов по Фаренгейту.
«Наше новое измерение является прямым подтверждением основополагающей работы Джима Пиблса, лауреата Нобелевской премии по физике 2019 г., который изложил теорию формирования крупномасштабной структуры во Вселенной», — сказал И-Куан Чан, ведущий автор исследования, ученый и научный сотрудник Центра космологии и физики астрономических частиц Университета штата Огайо.
Крупномасштабная структура Вселенной относится к глобальным моделям галактик и скоплений галактик в масштабах, выходящих за пределы отдельных галактик. Она образуется в результате гравитационного коллапса темной материи и газа.
«По мере развития Вселенной гравитация объединяет темную материю и газ в космосе в галактики и скопления галактик» , — сказал Чан. «Сопротивление очень сильное — настолько сильное, что все больше и больше газа выбрасывается и нагревается».
По словам Чана, эти открытия показали ученым, как отслеживать процесс формирования космической структуры, «проверяя температуру» Вселенной.
Исследователи использовали новый метод, который позволил им оценить температуру газа дальше от Земли, то есть еще дальше назад во времени, и сравнить ее с газами, которые находятся ближе к Земле и в настоящее время. Теперь, по его словам, исследователи подтвердили, что Вселенная со временем становится горячее из-за гравитационного коллапса космической структуры, и нагрев, вероятно, продолжится.
Чтобы понять, как температура Вселенной меняется с течением времени, исследователи использовали данные о свете во всем космосе, собранные двумя миссиями, Planck и Sloan Digital Sky Survey. Planck — миссия Европейского космического агентства, которая работает при активном участии НАСА; Sloan собирает подробные изображения и световые спектры Вселенной.
Они объединили данные двух миссий и оценили расстояния до горячих газов вблизи и вдалеке с помощью измерения красного смещения — понятия, которое астрофизики используют для оценки космического возраста, в котором наблюдаются далекие объекты. («Красное смещение» получило свое название от того, как удлиняются длины волн света. Чем дальше что-то находится во Вселенной, тем длиннее его длина волны света. Ученые, изучающие космос, называют это удлинение эффектом красного смещения.)
Концепция красного смещения работает, потому что свет, который мы видим от объектов, далеких от Земли, старше, чем свет, который мы видим от объектов, более близких к Земле — свет от далеких объектов прошел более долгий путь, чтобы достичь нас. Этот факт, вместе с методом оценки температуры по свету, позволил исследователям измерить среднюю температуру газов в ранней Вселенной — газов, окружающих объекты, находящиеся дальше, — и сравнить это среднее значение со средней температурой газов ближе к Земле — газов сегодня.
Исследователи обнаружили, что эти газы во Вселенной сегодня достигают температуры около 2 миллионов градусов Кельвина, то есть около 4 миллионов градусов по Фаренгейту, вокруг объектов, расположенных ближе к Земле. Это примерно в 10 раз выше температуры газов вокруг объектов, находящихся дальше и дальше во времени.
По словам Чана, Вселенная нагревается из-за естественного процесса образования галактик и структур. Это не связано с потеплением на Земле. «Эти явления происходят в самых разных масштабах», — сказал он. «Они совершенно не связаны».
Иллюстрация к статье:
Обсуждение