Почти столетие назад астрономы узнали, что Вселенная находится в состоянии непрерывного расширения. В начале 1990-х годов они установили, что четыре миллиарда лет назад скорость расширения начала стремительно расти.
Учитывая нарастающую скорость и отдаление галактических скоплений друг от друга, ученые предполагали, что средняя температура Вселенной постепенно снижается.
Но согласно новому исследованию, проведенному Центром космологии и физики астрономических частиц Университета штата Огайо, похоже, что с течением времени Вселенная становится только горячее. Изучив тепловую историю Вселенной за последние 10 миллиардов лет, команда ученых пришла к выводу, что средняя температура космического газа увеличилась более чем в 10 раз и на сегодняшний день составляет около 2,2 миллиона градусов Цельсия. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале The Astrophysical Journal.
Вселенная разогревается
Команду ученых, в которую вошли сотрудники Физико-математического института имени Кавли, Университета Джонса Хопкинса и Математического института Макса Планка, возглавил доктор И-Куан Чанг. Они изучили тепловые данные крупномасштабной структуры Вселенной — структура распределения вещества Вселенной на самых больших наблюдаемых масштабах.
«Наше новое измерение является прямым подтверждением основополагающей работы Джима Пиблса [канадско-американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 2019 года], который изложил теорию формирования крупномасштабных структур во Вселенной. По мере развития Вселенной гравитация сталкивает темную материю и газ в космическом пространстве, в галактиках и в галактических скоплениях. Сопротивление очень сильное. Настолько сильное, что все больше и больше газа взаимодействует и нагревается», — объяснил доктор Чанг.
Для проведения измерений за последние 10 миллиардов лет, Чанг и его коллеги использовали данные космической обсерватории ESA «Планк» и Слоановского цифрового небесного обзора. В то время как «Планк» был первой европейской космической миссией по измерению температуры космического микроволнового фона, Слоановский цифровой небесный обзор — это масштабный многоспектральный обзор, который позволил создать наиболее детальные трехмерные карты Вселенной.
Опираясь на массивы данных, команда коррелировала восемь карт интенсивности неба (данные «Планк») с двумя миллионами спектральных эталонов красного смещения (данные Слоановского цифрового небесного обзора). Объединив изменения красного смещения (обычно используются для определения того, насколько быстро объекты удаляются от нас) и оценки температуры на основе света, ученые сравнили температуру более далеких газовых облаков (более удаленных по времени) с теми, которые находятся ближе к Земле.
Гравитационный коллапс
Исходя из этого, исследовательская группа смогла подтвердить, что средняя температура газов в ранней Вселенной (около четырех миллиардов лет после Большого взрыва) была ниже, чем сейчас. По-видимому, разогрев происходит из-за гравитационного коллапса космической структуры со временем, тенденция, которая будет продолжаться и становиться все более интенсивной по мере того, как расширение Вселенной продолжит ускоряться.
В прошлом многие астрономы утверждали, что Вселенная будет продолжать охлаждаться по мере расширения, что неизбежно приведет к «Большому замерзанию». Чанг и его соратники показали, что Вселенная все же разогревается и этот факт можно использовать для отслеживания эволюции космических структур.
Благодаря данному открытию грядущее «Большое замерзание» теперь едва ли является предрешенным событием. Однако неизвестно как дальше поведет себя космическое пространство.
Как писал американский поэт Роберт Фрост: «Некоторые говорят, что конец света будет огненным, другие — ледяным». Что из этого окажется верным и какие последствия это будет иметь для жизни в будущем, покажет только время…
