Царство темноты. Ученые подсчитали, сколько материи содержится во Вселенной
Научпоп30 сентября 2020, 21:02
Наша Вселенная огромна и продолжает расширяться.
На текущий момент в нашем представлении Вселенная состоит по большей части из темной энергии — той самой силы, которая заставляет ее расширяться — и материи — как обычной, так и темной.
Существует множество разных гипотез о том, в какой пропорции соотносятся эти три субстанции. И уж тем более сложно себе представить, что можно точно подсчитать их количество.
Однако, группа американских астрофизиков заявляет, что им удалось совершить довольно точные расчеты.
Так сколько же материи во Вселенной?
Результаты исследования были опубликованы в авторитетном издании The Astrophysical Journal.
Согласно расчетам ученых, во Вселенной доля материи (обычной и темной) составляет 31,5%, а остальные 68,5% приходятся на темную энергию.
По словам Мохамеда Абдуллы, физика из Калифорнийского университета (Риверсайд) и одного из авторов работы, легко обрисовать, насколько мало материи во Вселенной, на простом примере. Если представить себе, что вся материя растянута вдоль космического пространства, то ее плотность составляла бы шесть атомов водорода на кубический метр.
Подпишитесь на NV Премиум и читайте без ограничений
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
Однако, отмечает физик, не стоит забывать, что примерно 80% всей материи приходится на темную материю, о свойствах которой мы на текущий момент знаем крайне мало.
Ну а 68,5% Вселенной и вовсе ставят нас в тупик.
Мы почти ничего не знаем о том, что такое темная энергия.
Сам термин «темная» никак не относится к ее потенциальным характеристикам, а скорее отображает степень загадки, которую она представляет для современной науки.
Мы также не очень понимаем, почему и как Вселенная расширяется. Но объяснить это чем-то иным, кроме темной материи, пока не можем. И для нас критически важно понимать, сколько во Вселенной темной материи, поскольку это дает большее представлении о ее роли.
Откуда взялись такие точные цифры?
Авторы исследования опирались на наблюдения за галактическими кластерами — гигантскими скоплениями из тысяч галактик, которые связаны между собой гравитационным взаимодействием.
Эти кластеры дают неплохое представление о материи во Вселенной, поскольку они формируются под воздействием гравитации на протяжении всего срока ее существования —
Сопоставляя количество таких кластеров с космическим пространством, которое они занимают, мы можем получить представление о количестве материи, из которой они состоят. Чем больше материи содержится в космосе, тем больше галактических кластеров появится, поясняют авторы работы.
Задача усложняется тем, что большинство массы в любом галактическом кластере принадлежит темной материи, которую в телескопы не видно.
Однако исследователи считают, что им удалось найти метод, с помощью которого эту проблему можно обойти.
Они наблюдали за орбитами отдельных галактик внутри и вокруг кластеров. И таким образом смогли с точностью до 98% вычислять, какие галактики принадлежат к каким кластерам. Это дало более точные представления о самих кластерах и их массе, поясняет астроном Анатолий Клипин из университета штата Нью-Мексико, один из соавторов исследования.
Полученный каталог галактических кластеров был затем сопоставлен со статистической симуляцией количество галактик во Вселенной.
Именно так и был получен итоговый результат исследования — во Вселенной содержится 31,5% материи и 68,5% темной энергии.
Ранее НВ писал о революционной гипотезе британского астрофизика Джейми Фарнса, который предположил, что роль темной материи и темной энергии во Вселенной выполняет некая субстанция. Мы не имеем и малейшего представления о ней, но она, между тем, занимает 95% массы Вселенной.
Новое исследование, возможно, не противоречит данной гипотезе в целом, однако, дает большее представление о том, как именно распределяются массы материи и темного энергии во Вселенной.