Температурата на Вселената е нараснала няколко пъти

За последните 8 милиарда години средната температура на веществото във Вселената е нараснала трикратно и това нагряване продължава,. До такъв извод е достигнал международен екип от учени от САЩ, Япония и Германия, резултатите от чието изследване са публикувани в списание Astrophysical Journal.

Трудности на растежа

В първите части от секундата след Големия взрив веществото е било невероятно горещо. При такава температура не са могли да съществуват даже протони, а камо ли атоми. Но Вселената е започнала стремително да се разширява. Топлинната енергия се разпределяла на все по-голямо пространство и космосът започнал да изстива. Когато веществото било достатъчно „студено“, е започнал процесът на формиране на Вселената, такава каквато ние я познаваме.

Голяма роля в това е изиграла тъмната материя. Съгласно съвременните теории, частиците на тъмната материя не се сблъскват една с друга, за разлика от молекулите на обичайната материя. По тази причина в сгъстяванията на тази загадъчна субстанция не възниква налягане. Тези „съсиреци“ не оказват съпротивление, ако те се сгъстяват. Като резултат именно тъмната материя първа се е събрала в облаци под въздействието на собствената си гравитация. Под въздействието на тъмната материя в тези „съсиреци“ се сгъстявал и обичаен газ. Те са станали и зародишите на първите бъдещи галактики. Облаците от тъмна материя и обикновено вещество все повече се сгъстявали под въздействието на собственото си притегляне. Освен това, те се привличали едни към други, сблъсквали се и се сливали. От малките първоначални неголеми „съсиреци“ са възниквали по-големи обекти, а след това още по-големи. Така са възникнали неголеми протогалактики, които в края на краищата се слели в галактики. Тези бурни събития не са минали безследно за обичайната материя. При сблъсъците на облаците газ в тях възниквали ударни вълни, нагряващи веществото.

Този процес продължава и до наши дни, тъй като галактиките се сближават една с друга и се сблъскват. А това означава, че се пораждат нови ударни вълни в междугалактическия газ.

И така, скоро след като Вселената първоначално е изстинала, е започнал обратен процес, при който веществото се е нагрявало заради сблъсъците на неговите „съсиреци“. Във всеки случай така звучи съвременната теория за образуването на Вселената.

Какво показва термометъра, „поставен“ на Вселената?

Какво показват наблюденията? Астрономите отдавна знаят, че в клъстерите от галактики пространството между „звездните острови“ е запълнено с разреден, но много горещ газ. Хипотезата за това, че този газ се е нагрял в резултат на гореописания процес е много съблазнителна. Но ако това е така, то газът в миналото е трябвало да бъде доста по-студен, отколкото сега.

За щастие, астрономите имат своеобразна машина на времето. Светлината от най-далечните галактики пътешества до нас в продължение на милиарди години, тоест ние ги виждаме такива, каквито те са били далеч в миналото.

Но как да се измери температурата на газа около галактиките? За това на екипа, осъществил новото изследване, е помогнал ефекта на Сюнаев-Зелдович. Той описва явлението, когато електроните на междугалактическото вещество въздействат на реликтовото лъчение, оставяйки своеобразна следа. По това въздействие може да се определи температурата на веществото, през което са преминали древните реликтови фотони.

За тази цел учените са използвали картата на реликтовото лъчение , съставена от колаборацията Planck. Тези данни те са съпоставили с резултатите от обзора SDSS, чийто създатели са нанесли на карта множество от струпвания на галактики заедно с разстоянията до тях.

Както установили изследователите, за последните 7,7 милиарда години температурата на газа около галактиките е нараснала три пъти: от 700 хиляди градуса до 2 милиона градуса. Трябва да се отбележи, че повечето галактики преди 7,7 милиарда години вече са били формирани, въпреки че неголеми звездни системи са продължавали да се обединяват в по-мащабни. Ако астрономите можеха да погледнат в епохата на зараждането на първите галактики, те сигурно щяха да видят още по-бързо нагряване. Според теоретичните пресмятания, за последните десет милиарда години температурата на газа е нараснала десет пъти.