Учёные из Института астрофизики Макса Планка (MPA) разработали передовой метод анализа галактических карт, который может значительно продвинуть наше понимание тёмной материи, тёмной энергии и гравитации. Исследование, основанное на реалистичных моделированиях, демонстрирует заметный шаг вперёд в проверке стандартной космологической модели.
В современном видении космоса, галактики представляют собой не изолированные элементы. Несмотря на общее расширение Вселенной под воздействием неуловимой тёмной энергии, на местном уровне, они формируют скопления под воздействием гравитации, образуя «космическую паутину», удерживаемую тёмной материей.
Как правило, космологи анализировали распределение галактик, применяя так называемые двух- и трёхточечные корреляционные функции, которые измеряют пространственные связи между парой и тройкой галактик. Однако этот метод оставляет незамеченной значительную часть данных, особенно на малых пространственных масштабах.
Инновационный подход, известный как LEFTfield, является вероятностной системой для моделирования галактических скоплений. Метод применяет Эффективную теорию поля крупномасштабных структур (EFTofLSS) для замечательно точного представления наблюдаемого галактического поля. Ключевым преимуществом метода LEFTfield является сохранение всей информации о трёхмерном распределении галактик.
Сравнительный анализ продемонстрировал, что новый полевой подход (FLI) улучшает измерения амплитуды роста структур в 3-5 раз по сравнению с методом по умолчанию, даже при строгих ограничениях по масштабу. Это эквивалентно увеличению объёма исследований более чем в 10 раз, что является значительным достижением, учитывая сложность и затраты на картографирование галактических распределений.
Особое внимание учёные сосредоточили на параметре σ8, который определяет типичную амплитуду структур в начальном поле плотности. Этот параметр особенно важен для тестирования альтернативных космологических моделей, например, когда гравитация не вполне описывается общей теорией относительности или когда тёмная материя не является холодной.
Новый метод также предоставляет уникальные возможности для поиска свидетельств физики за пределами стандартной космологической модели. Учёные могут исследовать области, наиболее отклоняющиеся от стандартной модели, и тщательно изучать их, используя при этом независимые данные, например, карты гравитационного линзирования.
В данный момент команда планирует внедрить новый подход FLI и платформу LEFTfield в практические исследования галактических данных. Для этого требуется более глубокое понимание воздействия наблюдательных систематик на прогнозируемые модели. Универсальная система прямого моделирования LEFTfield станет ключом к таким исследованиям и полному раскрытию потенциала FLI в анализе галактических карт.
Источник: iXBT
