Новые расчеты показывают, что большая часть Вселенной состоит из темной энергии
Новое измерение Вселенной подтвердило, что темная энергия составляет около 69 процентов от суммы всего сущего. Остающийся 31 процент имеет значение: как обычная разновидность (это частицы и силы, составляющие все, что мы видим), так и темная материя, загадочный гравитационный полтергейст, ответственный за движения и эффекты, которые в настоящее время не могут быть объяснены каким-либо другим способом. Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.
«Космологи полагают, что только около 20 процентов всей материи состоит из обычной или «барионной» материи, которая включает в себя звезды, галактики, атомы и жизнь», — объясняет астроном Мохамед Абдулла из Национального исследовательского института астрономии и геофизики в Египте и Университета Тиба в Японии.
«Около 80 процентов состоит из темной материи, загадочная природа которой еще не известна, но может состоять из некоторых еще не открытых субатомных частиц. Темная энергия, с другой стороны, представляет собой скорее силу. Мы тоже не знаем, что это такое. Это имя, которое мы даем всему, что движет ускоряющимся расширением Вселенной, и этого много. Повторные измерения показали, что она составляет большую часть плотности материи-энергии Вселенной, в количестве, которое имеет тенденцию колеблться в районе 70 процентов», - говорит он.
Скорость расширения Вселенной до сих пор определить чрезвычайно сложно, но есть много веских причин, по которым ученые хотят это сделать. Сужение плотности материи и энергии Вселенной могло бы помочь ученым выяснить, что такое темная энергия, как она повлияла на расширение Вселенной на сегодняшний день и что может произойти в будущем: расширение Вселенной навсегда или разворот и сокращение.
Один проверенный и верный способ выяснить, сколько существует темной энергии, основан на скоплениях галактик. Это потому, что они состоят из материи, которая собралась вместе под действием гравитации на протяжении всей жизни Вселенной, около 13,8 миллиардов лет.
Сравнивая количество галактик в скоплении и его массу с результатами численного моделирования, ученые могут рассчитать пропорции материи и энергии.
«Поскольку современные скопления галактик образовались из материи, которая коллапсировала в течение миллиардов лет под действием собственной гравитации, — объясняет астроном Джиллиан Уилсон из Калифорнийского университета в Мерседе, — количество наблюдаемых в настоящее время скоплений, так называемых «Изобилие скоплений» очень чувствительно к космологическим условиям и, в частности, к общему количеству материи».
Но поскольку большая часть массы обеспечивается темной материей, напрямую измерить массу скопления галактик сложно. Вместо этого исследователи определили массу скоплений галактик в своей базе данных и тщательно проанализировали их с помощью метода GalWeight, чтобы убедиться, что каждое из них включает только скопления галактик, подсчитав количество галактик в каждом. Поскольку в более массивных скоплениях содержится больше галактик (отношение, известное как отношение массы к богатству (MMR), исследователи смогли оценить общую массу каждого из их выборочных скоплений.
Затем они выполнили численное моделирование для создания скоплений галактик с переменными пропорциями темной энергии и материи. Модели, которые наиболее точно соответствовали наблюдаемым скоплениям галактик, были получены из Вселенной, состоящей на 31 процент из материи.
Это очень близко к предыдущей работе ученых, в которой доля темной энергии составила 68,5 процента, а материи — 31,5 процента. Это также очень хорошо согласуется с другими измерениями плотности материи и энергии Вселенной, что позволяет предположить, что мы очень близки к ее точному определению.
«Нам удалось провести первое измерение плотности материи с помощью MRR, которое прекрасно согласуется с результатами, полученными командой Планка с использованием метода космического микроволнового фона», — говорит астроном Томоаки Исияма из Университета Тиба. «Эта работа также демонстрирует, что изобилие скоплений является конкурентоспособным методом ограничения космологических параметров и дополняет некластерные методы, такие как анизотропия реликтового излучения, барионные акустические колебания, сверхновые типа Ia или гравитационное линзирование».
Обсудим?
Смотрите также:
