Eine neue Karte der Dunklen Materie bestätigt Einsteins Gravitationstheorie

Unter Verwendung von Daten des Atacama Cosmology Telescope in Chile haben Wissenschaftler eine detaillierte Karte der Verteilung der Dunklen Materie über ein Viertel des Himmels erstellt.

Die Karte zeigt die zonale Verteilung der Massen, die sich im Wesentlichen so weit erstreckt, wie wir zeitlich sehen können; Es verwendet den kosmischen Mikrowellenhintergrund als Hintergrund für das Bild der Dunklen Materie. Teamforschung wird präsentiert Wissenschaft der Zukunft mit CMB x LSS Konferenz in Kyoto, Japan.

„Wir haben unsichtbare dunkle Materie über den Himmel bis in die größten Entfernungen kartiert, und wir sehen deutlich die Konturen dieser unsichtbaren Welt, die sich über Hunderte von Millionen Lichtjahren erstreckt“, sagte Blake Sherwin, Kosmologe an der University of Cambridge. Princeton Universität Start. „Es sieht genauso aus, wie es unsere Theorien vorhersagen würden.“

Dunkle Materie ist ein Überbegriff für das Zeug, das etwa 27 % des Universums ausmacht, aber nicht direkt beobachtbar ist. Wir wissen nur, dass es existiert, was auch immer es sein mag, aufgrund seiner Gravitationswirkung.

Die Menschen erforschen die dunkle Materie durch zwei Hauptansätze: Experimente auf der Erde und umfassende Beobachtungen des Universums. Dort Viele Experimente, die versuchen, dunkle Materie zu identifizieren Inmitten eines Meeres von vorgeschlagenen Kandidaten für dunkle Materie, darunter Schwach wechselwirkende Axionen und massive Teilchen (WIMPs).

Aber dunkle Materie wird nur indirekt beobachtet, indem Gravitationseffekte auf großen Skalen beobachtet werden. Betreten Sie das Atacama Cosmology Telescope, das Das Universum im Jahr 2021 mit größerer Genauigkeit datieren. Die Teleskopkarte basiert auf a Die Matter Map of the Universe wurde Anfang dieses Jahres veröffentlicht, das mit Daten des Dark Energy Survey und des South Pole Telescope erstellt wurde. Diese Karte unterstützte frühere Schätzungen des Verhältnisses von normaler Materie zu dunkler Materie und ergab, dass die Verteilung der Materie weniger klumpig war als bisher angenommen.

Die neue Karte konzentriert sich auf das anhaltende Interesse an Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie: wie die massereichsten Objekte im Universum, wie supermassereiche Schwarze Löcher, Licht von entfernten Quellen streuen. Eine dieser Quellen ist Kosmischer Mikrowellenhintergrunddas älteste nachweisbare Licht, das nach dem Urknall ausstrahlt.

Forscher haben den Hintergrund effektiv als Hintergrundbeleuchtung genutzt, um dichtere Regionen des Universums zu beleuchten.

„Es ist ein bisschen wie Schattierung, aber anstatt nur Schwarz in der Silhouette zu haben, haben Sie Textur und Klumpen dunkler Materie, als ob das Licht durch einen Stoffvorhang mit vielen Knoten und Unebenheiten strömt“, sagte Susan Staggs. , Direktor des Atacama-Teleskops, Kosmologe und Physiker an der Princeton University, in einer Erklärung der Universität.

„Das berühmte blau-gelbe CMB-Bild ist eine Momentaufnahme dessen, wie das Universum in einer Epoche vor etwa 13 Milliarden Jahren aussah, und jetzt gibt uns dies Informationen über alle Epochen seitdem“, fügte Staggs hinzu.

Die neueste Analyse zeigt, dass Dunkle Materie klumpig genug war, um in das Standardmodell der Kosmologie zu passen, das auf Einsteins Gravitationstheorie basiert.

Eric Baxter, ein Astronom der Universität von Hawaii und Mitautor der Forschung, die im Februar zur Karte der Dunklen Materie führte, teilte Gizmodo in einer E-Mail mit, dass die Karte seines Teams empfindlich auf niedrige Rotverschiebungen (d. h. nahe, im jüngeren Universum) reagiert. Andererseits konzentriert sich die neuere Karte ausschließlich auf die Linsen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds, was eine höhere Rotverschiebung und einen umfassenderen Maßstab bedeutet.

„Auf andere Weise untersuchen unsere neuen Messungen und Messungen etwas andere (und komplementäre) Aspekte der Materieverteilung“, sagte Baxter. „Anstatt also unseren früheren Ergebnissen zu widersprechen, könnten die neuen Ergebnisse ein wichtiges neues Puzzleteil über mögliche Inkonsistenzen mit unserem kosmologischen Standardmodell darstellen.“

„Das Universum mag auf kleinen und neueren Skalen weniger klumpig sein als erwartet (das heißt, das von unserer Analyse untersuchte System), aber es stimmt mit den Erwartungen zu früheren Zeiten und auf größeren Skalen überein“, fügte Baxter hinzu.

Die neuen Werkzeuge sollen helfen, die Verteilung der Materie im Universum zu entdecken. Ein kommendes Teleskop am Simmons-Observatorium in Atacama soll 2024 in Betrieb gehen und den Himmel etwa zehnmal schneller kartieren als das Atacama-Teleskop für die Kosmologie, so die Studie Princeton-Start.

mit dem Die größte Digitalkamera aller Zeiten Für die Installation am Vera-Rubin-Observatorium, ebenfalls in Atacama, ist eine aufregende Zeit für bodengebundene Observatorien geplant.

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