Астрофизики построили рекордно точную вселенскую «линейку»

Астрофизики, участвующие в проекте BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, Спектроскопический обзор барионных осцилляций) составили трехмерную карту ближайшей Вселенной с рекордной точностью. Ошибка определения расстояний в ней составляет не более одного процента. Работа выложена в виде препринта в архиве Корнельского университета, кратко о ней можно прочитать на сайте Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.

Трехмерная карта была составлена на основе наблюдений за спектрами 1 277 503 галактик и 160 тысяч квазаров с помощью телескопа, установленного в обсерватории Апачи-Пойнт в Нью-Мексико. В обзоре пока проанализировано 90 процентов запланированных объектов, которые находятся на площади 8,5 тысяч квадратных градусов (около семи процентов) неба. Карта включает объекты, находящиеся ближе 6 миллиардов световых лет от Земли.

Метод, с помощью которого ученые определяли расстояния до тех или иных объектов, основан на явлении барионных осцилляций. Фактически, эти осцилляции представляют собой следы акустических волн, распространявшихся в ранней Вселенной до того момента, как она стала прозрачной — вещество (барионы), взаимодействуя с фотонами, задерживало их распространение в пространстве. Акустические волны, оставшиеся в пространстве после падения температуры ниже критического уровня, дали начало неоднородностям, которые эволюционировали в кластеры галактик. Благодаря тому, что радиус осцилляций одинаков в разных частях Вселенной (он составляет около полумиллиарда световых лет), ученые смогли использовать его как линейку для определения расстояний.

Составление карты Вселенной имеет важно значение для понимания природы темной энергии. Ее можно использовать для оценки степени кривизны пространства и его неоднородности в разных частях Вселенной. Ранее для составления карты в проекте BOSS ученые предложили использовать не только распределение галактик, но и спектр квазаров.