Цветное изображение скопления галактик Abell 222 и Abell 223 соединенных нитью темной материи. Синие тени и желтые контуры указывают плотность вещества. Размер изображения на небе примерно в два раза больше, чем полная Луна. (Источник: Йорг Дитрих, Мичиганский университет/обсерватория университета Мюнхена)
Замечены нити темной материи
Физики утверждают, что они впервые надежно обнаружили гигантскую нить темной материи, протянувшуюся между двумя скоплениями галактик. Если это добросовестная находка, то это может быть одним из лучших подтверждений все еще «стандартной модели» эволюции Вселенной, так называемой моделью лямбда холодной темной материи (ΛCDM).
Модель ΛCDM утверждает, что в ранней Вселенной, темная материя расстилалась паутиной нитей. Со временем, эта космическая сеть помогла всей нормальной «барионной» материи собираться вместе, особенно в тех регионах, где ее нити пересекаются. Сегодня мы видим результат этого скучивания на пересечении нитей: скопления галактик, и, в меньшем масштабе, отдельные галактики и звезды.
Вселенская паутина
Модель ΛCDM правдоподобно объясняет большинство аспектов Вселенной, от крупномасштабной структуры до устойчивого остатка Большого взрыва - реликтового излучения. И все же, если Вселенная эволюционировала в соответствии с этой моделью, нити темной материи должны по-прежнему существовать, натянутые между скоплениями галактик, как древняя паутина. К сожалению, как паутину, темную материю трудно распознать, несмотря на то, что как думали, она составляет примерно четверть от общей величины массы-энергии Вселенной. Она не сильно взаимодействуют со светом и поэтому невидима.
Тем не менее, астрономы пытались найти ее. В 1980-х годов им удалось отобразить некоторое барионное (видимое) вещество вдоль нитей (филаменты), тем самым показав, что космическая паутина действительно существует. Позже, дополнительная возможность обнаружения темной материи в нитях открывается с использованием метода, известного как «слабое гравитационное линзирование». В этой технике, астрономы изучают свет от далеких галактик, и определяют насколько он искажен из-за гравитации вещества на переднем плане. С конца 1990-х годов наблюдения, вероятно, позволяют предположить, что имеется большее гравитационное искажение в областях между отдельными кластерами галактик, чем могло быть объяснено только барионной материей: астрономы утверждают, что это должно быть и есть нити темной материи.
Но все не так просто. Исследование линзирования требует наблюдений с очень большим полем зрения и астрономы были вынуждены помещать в фокальные плоскости телескопов не одну, а несколько камер ПЗС. При проверках было обнаружено, что небольшое смещение между этими детекторами могло вызвать ложные сигналы искажений.
Расширенные массивы
Теперь, однако, Йорг Дитрих в обсерватории университета Мюнхена, Германия, полагает, что физики не должны более впадать в заблуждение. «Наши представления о поведении этих оптических систем – камер с несколькими матрицами, и способы исправления их, сильно продвинулись за последние 10 лет», говорит он. Вместе с коллегами в США и Европе, Дитрих нашел доказательство нити темной материи между двумя соседними скоплениями галактик - Abell 222 и Abell 223.
Дитрих и его коллеги выбрали эти скопления галактик, потому что они находятся на красном смещении 0,21 и разделены на небе только 0,23°, то есть они относительно близки друг к другу, и поэтому, вероятно, будут связаны толстой нитью темной материи. Действительно, сигнал линзирования, обнаруженный исследователями оказался сильным: максимум всего лишь 9% его могут быть объяснены рентгеновским излучением горячего газа. Добавив еще 5% или около того для звезд и 5% для холодного, незаметного вещества, говорит Дитрих, и получим нормальную оценку массы темной материи в виде доли от всей материи: примерно 80%.
«Я нахожу это важным, потому что это обеспечивает ясное подтверждение ключевому предсказанию нашей нынешней космологической парадигмы, где большую часть материи во Вселенной составляет невидимая темная материя», говорит Хокон Дале (Håkon Dahle) астрофизик-теоретик из университета Осло.
Хокон Дале признает, что наблюдения не исключают категорично альтернативы темной материи - меньшинство теоретиков считают, что они могут объяснить такого рода явления видоизмененными теориями гравитации, из которых модифицированная ньютоновская динамика, или МОНД, является популярным примером. «Есть и еще будут, возможные альтернативы темной материи, - но [последние наблюдения] добавляются к обширному множеству наблюдений, которые полностью соответствуют нашей сегодняшней космологической парадигме», говорит он.
Надежный случай
Тем не менее, тот факт, что астрофизики ошибочно заявляли о наблюдении нитей темной материи до этого, провоцирует вопрос: может это последнее наблюдение также инструментальный артефакт?
«Это справедливый вопрос», говорит Дитрих. Он считает, что результаты наблюдений его группы выдержат испытание при дальнейшем изучении, потому что, в отличие от предыдущих наблюдений, они не были зарегистрированы в зазорах между ПЗС. Кроме того, по его словам, темную материю они наблюдали применяя ту же схему, как при наблюдении рентгеновского излучения, так и света от галактик, что и предсказывает модель ΛCDM. «Я уверен в этом случае», добавляет он.
"Модель ΛCDM утверждает, что в ранней Вселенной, темная материя расстилалась паутиной нитей."
Ага, а в центре ее, сидел гигантский вселенский Темный Паук! И вот - как только он "покажется", тут же и наступит Конец Географии, или - по-научному, Конец Света.
Похоже, количество людей, склонных к придумыванию "чорти чего", от древности нисколько не изменилось. Только раньше их называли "обуянными" нечистой силой. А нынче - моделистами.