Введение к работе
Актуальность темы Изучение распределения материи на масштабах больших 10 h"1 Мпк (h - Н/100 км сек" Мпк" , Н да 65 км сек" Мпк' ) — главная задача космологии последнего десятилетия. Связано это с тем, что согласно обще принятой точке зрения, наблюдаемая нами структура распределения материи во Вселенной сформировалась путем гравитационной конденсации материи на «затравочных» неоднородностях. Дальнейшая эволюция этих неоднородностей определяется общим количеством присутствующей во Вселенной массы-энергии и природой той части этого общего количества, которая связана с материей. В эволюционных моделях и сценариях первая величина описывается космологическими параметрами Л и Q. в то время как представление о природе материи можно получить из формы спектра первоначальных флуктуации и количества наблюдаемой в настоящее время барионной материи. Наблюдения крупномасштабной структуры и сравнения результатов этих наблюдений с выводами конкретной модели позволяют нам т.о. либо получить определенное представление о значении выше указанных параметров для данной модели либо, если эти значения противоречат основным предположениям модели, сделать вывод о ее непригодности.
С другой стороны хочется подчеркнуть, что ход эволюции Вселенной определяется процессами, происходившими на «заре ее зарождения» (t ~ 10"33 с). На этой стадии существенную роль играют так называемые квантово-гравитационные эффекты и эффекты ТВО. Т.о. наблюдательная космология оказывается важным
источником информации для теории элементарных частиц в плане проверки реальности существования в наше время «реликтов» той эпохи типа «доменных стенок», монополей, полей Полоньи, космических струн и т.д., предсказываемых различными вариантами ТВО, супергравитации и теорий Калуцы-Клейна.
Многочисленные методы наблюдения широкого класса динамических систем с необходимостью указывают на то, что в большинстве из них доминирует невидимая материя. Более того, похоже, что доля темной материи возрастает при движении системы по шкале масс т.е. она является основной компонентой Вселенной. Часть ее может находиться в виде барионов, но все больше свидетельств того, что основная часть скрытого вещества может быть образована небарионной материей (аксионы, легкие нейтрино, слабо взаимодействующие слабые частицы и т.д.).
Однако говорить о наличии единого мнения в вопросе о скрытой материи пока еще рано. В большей своей массе исследования распределения вещества во Вселенной носят оценочный характер и содержат много дискуссионных моментов. Связано это с тем, что 2D и 3D обзоры галактик по своей сути описывают лишь распределение света и для того чтобы вывести из них реальное распределение массы необходимо сделать ряд дополнительных предположений относительно геометрии системы, вида зависимости масса-светимость и положения на эволюционной шкале развития.
Тем не менее в настоящее время происходит развитие методов прямого анализа распределения гравитирующей материи, основанных на эффекте отклонения света в поле тяготения (эффект гравитационного линзирования).
Эти методы позволяют нам без двусмысленности определить количество материи, вызывающей отклонение света фонового источника и сделать выводы о распределении данной материи вдоль луча зрения.
Цель работы В данной работе, основываясь на возможных эффектах «аномального» усиления или поглощения излучения квазаров при прохождении им крупномасштабных неоднородностей, мы проводим статистический анализ каталогов этих объектов с целью выявления отклонений от однородности и изотропности в распределении материи на масштабе Z ~І4-3.
Научная новизна Обычно при анализе крупномасштабной структуры Вселенной ограничиваются распределением галактик и скоплений галактик, а в случае изучения скучивания квазаров - небольшими площадками. В данной работе исследуется распределение квазаров по всему небу. Другой элемент новизны - это попытка увязать некоторые сценарии Теории Великого Объединения с наблюдаемой крупномасштабной структурой Вселенной.
Практическая ценность Применяемые в данной работе методики поиска неоднородностей в распределении материи могут быть использованы при анализе каталогов различных объектов. Кроме того, представляет особый интерес дальнейшее исследование выделенных в работе направлений на небесной сфере, соответствующих областям аномального поведения топографии параметров квазаров.
Апробация работы Результаты работы
докладывались на семинарах кафедры астрофизики и небесной механики Астрономического института СПбГУ, на кафедре НИИ физики при СПбГУ, в Физико-техническом институте, а также на международной Гамовской
мемориальной конференции (GMIC99).
Публикации Основные результаты диссертации опубликованы в статьях [Р1,Р2,РЗ].
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. Методика топографирования, применяемая для поиска и
изучения крупномасштабных неоднородностей в
распределении материи во Вселенной.
2. Интерпретация обнаруженных в работе аномалий в
поведении глобальных топографии параметров квазаров на
небесной сфере как областей повышенной или пониженной
концентрации гравитирующей материи.
3. Связь характерных масштабов неоднородностей с
некоторыми следствиями Теорий Великого Объединения.
4. Гипотеза о существовании связи между гигантским
скоплением материи, линзирующим излучение квазаров и
анизотропией распределения «коротких» у-всплесков.
5. Методика статистического моделирования, применяемая
для оценки влияния эффектов, связанных со случайными
флуктуациями и селекцией.
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 62 страницы текста, 9 таблиц и 12 рисунков. Список цитируемой литературы включает 52 наименования.