Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.iki.rssi.ru/dark_energy.doc Дата изменения: Fri Dec 19 23:03:29 2008 Дата индексирования: Mon Oct 1 20:22:15 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: п п р п р п р п р п р п

СООБЩЕНИЕ ПРЕСС-СЛУЖБЫ ИКИ РАН
Темная энергия останавливает рост крупномасштабной структуры Вселенной

Международная группа ученых под руководством Алексея Вихлинина
(Институт космических исследований РАН, Гарвард-Смитсонианский
астрофизический центр), куда входят сотрудники Института космических
исследований РАН и других научных организаций Европы и США, опубликовала[1]
результаты исследования природы темной энергии при помощи измерений
скорости роста крупномасштабной структуры Вселенной. В работе новым,
полностью независимым способом было подтверждено ускоренное расширение
Вселенной, а также получено наиболее точное на сегодняшний день измерение
параметра уравнения состояния темной энергии, которое с точностью около 5%
согласуется с наличием космологической постоянной в уравнении Эйнштейна.
Эти результаты чрезвычайно важны для понимания прошлого и будущего нашей
Вселенной, так как, согласно современным представлениям, именно влияние
«темной энергии» определяет развитие нашего мира.
Статья, содержащая основные результаты работы, будет опубликована в
Astrophysical Journal в феврале 2009 г., а в настоящее время доступна в
виде препринта по адресу http://arxiv.org/abs/0812.2720
Подробно результаты исследования будут изложены на конференции
«Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра - 2008», которая состоится в
Институте космических исследований РАН 24-26 декабря 2008 г.

В конце прошлого века, по наблюдениям далеких сверхновых звезд, было
показано, что наша Вселенная не просто расширяется, но расширяется с
ускорением (Рис и др. 1998, Перлмуттер и др., 1999). Причина этого
ускорения была названа «темной энергией»[2]. Ее свойства оказались весьма
необычными - так, например, согласно наблюдениям, темная энергия должна
обладать отрицательным давлением, чтобы «расталкивать» Вселенную.
Установление природы этой загадочной темной энергии - одна из главных задач
современной физики.
Международная группа ученых под руководством Алексея Вихлинина (ИКИ
РАН, Гарвард-Смитсонианский астрофизический центр), куда входят сотрудники
ИКИ РАН и других научных организаций Европы и США, недавно опубликовала
результаты исследований природы темной энергии при помощи измерений
скорости роста крупномасштабной структуры Вселенной путем исследования
распределения массивных скоплений галактик в пространстве.
В работе было использовано то обстоятельство, что темная энергия должна
оказывать существенное влияние на рост крупномасштабной структуры. Она
противодействует силе гравитационного притяжения материи и поэтому
препятствует образованию сгущений вещества на больших масштабах расстояний.
В наибольшей степени это влияние отражается на скорости образования
наиболее массивных объектов Вселенной - скоплений галактик. Такие скопления
содержат тысячи галактик, подобных нашей, и могут иметь массы порядка 1014
масс Солнца.
Экспериментальная часть работы состояла в том, что было обнаружено и
подробно исследовано достаточно большое число (86) наиболее массивных
скоплений галактик во Вселенной, находящихся на разных расстояниях от
Млечного пути - от нескольких сотен миллионов до нескольких миллиардов
световых лет. Эта работа заняла несколько лет, и в ней были использованы
данные многих рентгеновских и оптических телескопов. Большая часть
скоплений была открыта по данным рентгеновского телескопа РОСАТ (Германия,
НАСА). Измерения расстояний до них были выполнены при помощи десятка
оптических телескопов по всему миру: Keck, Magellan, NTT и др. Большое
количество наблюдений было выполнено также при помощи Российско-турецкого
1,5-метрового телескопа РТТ-150 (установлен в Турции на горе Бакырлытепе, в
60 км от г. Анталья) часть наблюдательного времени которого принадлежит ИКИ
РАН. Главный вклад в успех работы был сделан орбитальной рентгеновской
обсерваторией Чандра (США) - по этим данным были получены точные измерения
масс скоплений.
На основе этих данных была восстановлена картина развития Вселенной во
времени. Измерив количество массивных скоплений в единице объема Вселенной
в зависимости от их удаленности от нас, авторы работы получили полную
картину роста крупномасштабной структуры, начиная примерно с 2/3 возраста
Вселенной до настоящего времени, т.е. в течение последних 5,5 миллиардов
лет (что примерно соответствует возрасту Солнца). Результаты этого
исследования показали, что рост крупномасштабной структуры в течение этого
времени существенно замедлился. Измеренная величина этого замедления не
оставляет сомнений в том, что оно является следствием взаимодействия
крупномасштабной структуры Вселенной с темной энергией.
Полученные результаты - новое подтверждение ускоренного расширения
Вселенной, полученное полностью независимым способом. До настоящего времени
для этих целей использовался другой метод, основанный на измерении
расстояний до объектов и сопоставления этих расстояний с их красными
смещениями[3], и очень важно, что новый способ, основанный на измерении
скорости роста крупномасштабной структуры Вселенной, дает такой же
результат.
Другое важное следствие работы связано с уточнением параметров «темной
энергии». Ее свойства могут быть удобным образом выражены одним числом -
параметром уравнения состояния w. имеющим физический смысл, сходный с
жесткостью пружины. Эта величина описывает ту силу, с которой темная
энергия «расталкивает» вещество. После объединения результатов измерений
скорости роста крупномасштабной структуры Вселенной с другими
экспериментальными данными (по изучению сверхновых, микроволновому фону и
барионным акустическим осцилляциям), было получено наиболее точное на
сегодняшний день измерение этого параметра.
Полученная величина с точностью около 5% согласуется с тем случаем,
когда темная энергия описывается космологической постоянной в уравнении
Эйнштейна - так называемым лямбда-членом. Таким образом, полученные
результаты подразумевают, что уравнения общей теории относительности,
только с одним, наиболее простым, изменением, которое состоит в добавлении
космологической постоянной, хорошо работают на всех наблюдаемых масштабах
расстояний - от радиусов орбит планет в нашей Солнечной системе до размеров
всей наблюдаемой части Вселенной.
В настоящее время в ИКИ РАН ведутся работы над созданием новой
орбитальной рентгеновской обсерватории Спектр-Рентген-Гамма. Одной из
основных задач этой обсерватории измерение параметра уравнения состояния
темной энергии с беспрецедентной точностью, используя еще более точные
сведения о скорости роста крупномасштабной структуры Вселенной. которые
будут получены по наблюдениям большого числа массивных скоплений галактик.




[pic]

1.На рисунке показан рост крупномасштабной структуры Вселенной в
течение времени.
2.Ограничение на величину параметра уравнения состояния w. Значения,
полученные разными методиками, обозначены разными цветами, красным цветом
показано значение, полученное из комбинации всех экспериментальных данных.
Пунктирная линия - величина космологической постоянной, введенной
Эйнштейном.

Дополнительная информация:
Алексей Вихлинин
+7-495-333-33-77, alexey@hea.iki.rssi.ru
Родион Буренин
+7-495-333-53-00, rodion@hea.iki.rssi.ru
Зам. Директора ИКИ РАН по науке:
Михаил Николаевич Павлинский
+7-495-333-23-66, pavlinsky@iki.rssi.ru

Пресс-служба ИКИ РАН
Юрий Иванович Зайцев
Ольга Валерьевна Закутняя
+7-495-333-5544
+7-495-333-35-22
+7-901-512-94-12
Эл.почта: ozak@iki.rssi.ru


Дополнительные ссылки
ИКИ РАН
http://www.iki.rssi.ru/
Сайт Гарвард-Смитсонианского Центра астрофизики
http://www.cfa.harvard.edu/
http://www.cfa.harvard.edu/press/2008/pr200825.html
Архив электронных препринтов
http://ru.arxiv.org/abs/0812.2720
Газета.ру
http://www.gazeta.ru/science/2008/12/17_a_2912766.shtml
Nature
http://blogs.nature.com/news/thegreatbeyond/2008/12/new_clues_for_dark_e
nergy_1.html
New York Times
http://www.nytimes.com/2008/12/17/science/space/17dark.html?_r=1&ref=sci
ence
Washington Post
http://www.washingtonpost.com/wp-
dyn/content/article/2008/12/16/AR2008121601430.html?hpid=topnews
BBC
http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/7787461.stm
Reuters
http://uk.reuters.com/article/topNews/idUKTRE4BF6R320081216
NewScientist
http://www.newscientist.com/article/dn16284-galaxy-clusters-stunted-
growth-confirms-dark-energy.html
-----------------------
[1] A.Vikhlinin, A.V.Kravtsov, R.A.Burenin, H.Ebeling, W.R.Forman,
A.Hornstrup, C.Jones, S.S.Murray, D.Nagai, H.Quintana, A.Voevodkin Chandra
Cluster Cosmology Project III: Cosmological Parameter Constraints, The
Astrophysical Journal, in press; http://arxiv.org/abs/0812.2720
[2] 1Вместо слова «темной», более точно было бы сказать «невидимой» -
это название отражает то, что этот новый вид материи пока недоступен для
наблюдений другими способами, кроме исследования истории космологического
расширения Вселенной.
[3] Красное смещение - «уход» электромагнитного излучения от объекта в
красную сторону спектра при его движении в сторону от наблюдателя,
основанный на эффекте Доплера.