Тёмная сторона галактик: почему симуляции расходятся с реальностью?

Новое исследование выявляет существенные расхождения между современными космологическими симуляциями и наблюдаемыми характеристиками эволюции галактик и сверхмассивных чёрных дыр.

Новое исследование выявляет существенные расхождения между современными космологическими симуляциями и наблюдаемыми характеристиками эволюции галактик и сверхмассивных чёрных дыр.
![Эволюция средней скорости частиц в зависимости от космологического масштаба демонстрирует отклонения от предсказаний ньютоновской теории без тёмной энергии, особенно при переходе в режим Монда на отметке [latex]z=50[/latex] и эпохе равенства материи и тёмной энергии, что указывает на сложность понимания динамики Вселенной и необходимость пересмотра существующих космологических моделей.](https://arxiv.org/html/2602.21975v1/x2.png)
Новые крупномасштабные симуляции модели νHDM, предлагающей альтернативу теории тёмной материи, не подтверждают её способность разрешить космологические противоречия и, напротив, предсказывают избыточное образование структур.
![Наблюдения, полученные с помощью MUSE и MeerKAT для галактики JO147, позволили составить карту Фарадейского вращения [latex]RM[/latex], демонстрирующую сложное магнитное поле в этой необычной галактике, напоминающей медузу.](https://arxiv.org/html/2602.21821v1/JO147_RM_smooth.jpg)
Новое исследование раскрывает связь между движением галактик в скоплениях, конфигурацией магнитных полей и внеплоскостным звездообразованием в так называемых ‘галактиках-медузах’.
![Анализ лоренцевской линзы с амплитудой [latex]\alpha=1[/latex] при точке на небе [latex]y=0.3[/latex] демонстрирует, что применение сверх- и гипер-асимптотических приближений позволяет достичь большей точности в расчете модуля амплитуды линзы по сравнению с простой эйкональной аппроксимацией, при этом величина ошибки между различными методами служит мерой их эффективности.](https://arxiv.org/html/2602.21493v1/figures/Hyper_omega_error.png)
В статье представлена мощная аналитическая основа для изучения волновой оптики в астрофизическом линзировании, позволяющая точно рассчитывать эффекты даже вблизи каустик.
![Исследование демонстрирует, как комбинирование различных подходов к анализу данных - включая свободные от звукового горизонта вероятности, эффективную теорию поля, данные Pantheon+ и BAO DESI DR2 - позволяет уточнить параметры космологической модели, в частности плотность барионной материи [latex]\omega_b[/latex] и амплитуду флуктуаций плотности [latex]n_s[/latex], при этом полученные результаты согласуются с данными Planck TTTEEE + гравитационного линзирования, служа подтверждением надежности применяемых методов.](https://arxiv.org/html/2602.21733v1/x5.png)
Исследование данных крупномасштабной структуры Вселенной позволило получить независимую оценку скорости расширения космоса и пролить свет на существующие расхождения в измерениях.
![Анализ данных о космическом сдвиге Y1 позволил улучшить ограничения на параметр [latex]S_8[/latex] в 2.7 раза по сравнению с комбинированными данными, полученными из космического микроволнового фона (Planck Collaboration, 2020), барионных акустических осцилляций (Alam et al., 2017), локальной шкалы расстояний (Riess et al., 2018) и сверхновых типа Ia (Scolnic et al., 2018), однако, несмотря на включение информации о малых масштабах до [latex]\ell_{max} = 5000[/latex], улучшения в ограничениях параметров [latex]w_0[/latex] и [latex]w_a[/latex] оказались незначительными, что обуславливает концентрацию усилий на повышении точности определения [latex]S_8[/latex] в ранних исследованиях космического сдвига LSST.](https://arxiv.org/html/2602.21863v1/x8.png)
Новое исследование показывает, что учет влияния барионной обратной связи критически важен для получения достоверных результатов анализа слабого гравитационного линзирования в будущих обзорах, таких как LSST и Euclid.
![В моделировании дефекта лучевой трубки, представленного в виде смещенной круговой апертуры радиусом [latex]R_d = 0.58~\mathrm{m}[/latex] с отклонением [latex]d_x = 5~\mathrm{mm}[/latex], установлено, что взаимосвязь фазы и шума зависит от общего числа равномерно расположенных преград [latex]N_b[/latex], что указывает на возможность оптимизации конструкции для минимизации влияния локальных дефектов.](https://arxiv.org/html/2602.21303v1/x11.png)
В статье исследуется влияние границ лучеводов на моделирование блуждающего света в длинных плечах интерферометров нового поколения для детектирования гравитационных волн.
![В рамках исследования спектров фоновых галактик при [latex] z \sim eq 1.59 [/latex], смоделированные данные, полученные для будущего космического телескопа CSST и инструмента JUST, демонстрируют, что, несмотря на ограниченное спектральное разрешение, возможно обнаружение α-леса Лаймана при типичных плотностях нейтрального водорода [latex] N_{\rm HI,tot} \lesssim 10^{17}\,\mathrm{cm^{-2}} [/latex], в то время как отдельные линии поглощения MgII, при плотностях [latex] N_{\rm Mg\,II,tot} \lesssim 10^{12.5}\,\mathrm{cm^{-2}} [/latex], обычно слишком слабы для регистрации в отдельных спектрах JUST при заданной глубине экспонирования.](https://arxiv.org/html/2602.22004v1/x11.png)
Масштабные скоординированные наблюдения с использованием телескопов Euclid, CSST, JPCam и JUST открывают уникальные возможности для исследования эволюции галактик и межгалактической среды во Вселенной в эпоху её активного формирования.
![Красное смещение демонстрирует эволюцию общего параметра состояния [latex]\omega_{\rm tot}[/latex] и параметра замедления [latex]q[/latex], предоставляя данные для сравнения с ΛCDM моделью и углубляя понимание динамики расширения Вселенной.](https://arxiv.org/html/2602.21305v1/Model_vs_LCDM_w_q.png)
Исследование предлагает альтернативные подходы к объяснению наблюдаемого ускоренного расширения Вселенной, избегая необходимости в тонкой настройке космологической постоянной.
![Чувствительность к электрическим дипольным моментам (EDM) гиперонов Λ, [latex]\Sigma^+[/latex], [latex]\Xi^-[/latex] и [latex]\Xi^0[/latex] исследуется посредством анализа наблюдаемых, представленных маркерами красного и синего цветов, соответствующих различным осям координат.](https://arxiv.org/html/2602.22119v1/x9.png)
Обзор последних достижений эксперимента BESIII в исследовании распадов гиперонов открывает новые возможности для поиска отклонений от Стандартной модели и проверки фундаментальных симметрий.