Вычислив массу сотен скоплений галактик, исследователи точно оценили количество материи (барионной и темной), содержащейся во Вселенной. Подробности их работы опубликованы в The Astrophysical Journal.
Мы давно знаем, что Вселенная состоит примерно из 5% барионной материи, с которой мы можем взаимодействовать, и около 27% темной материи, которая не излучает, не поглощает и не отражает никакого света. Остальные 68% будут состоять из темной энергии, отталкивающей "силы", противоположной гравитации и отвечающей за ускорение расширения Вселенной.
Другими словами, в космосе будет около 32% материи и 68% энергии. Дело в том, что точное измерение общего количества материи во Вселенной - одна из основных задач современной космологии. Команда из Калифорнийского университета в Риверсайде все же попробовала. Она утверждает, что у нее есть лучшая на сегодняшний день модель баланса между всей материей и энергией во Вселенной.
В рамках этой работы исследователи разработали новый инструмент под названием GalWeight. Грубо говоря, это позволило им вычислить массу скопления галактик, измерив орбиты отдельных галактик.
Применяя это к 756 другим скоплениям, занесенным в каталог данных Sloan Digital Sky Survey, команда затем смогла сравнить эти результаты с компьютерным моделированием формирования скоплений галактик. Проанализировав, какие смоделированные условия наиболее точно соответствовали наблюдениям, исследователи смогли определить наиболее вероятное количество вещества во Вселенной.
Результат: материя составляет 31,5 (± 1,3%) от общего содержания Вселенной. Остальные 68,5% - это темная энергия.
"Чтобы представить это количество материи в контексте, если бы вся материя во Вселенной была равномерно распределена в пространстве, это соответствовало бы средней плотности массы, равной всего шести атомам водорода на кубический метр", - объясняет Мохамед Абдулла, главный автор данной работы. "Однако, поскольку мы знаем, что 80% материи на самом деле является темной материей, на самом деле большая часть этой материи состоит не из атомов водорода, а из того типа материи, который космологи пока еще не понимают".
По сути, из-за своего невероятного влияния темная материя сегодня считается одной из самых острых проблем современной астрофизики.
Было предложено множество частиц-кандидатов, таких, как аксионы, темные фотоны или массивные частицы с низким взаимодействием, называемые WIMP. Но дело в том, что все эти частицы пока гипотетичны. И до сих пор ни один накопленный опыт не смог подтвердить их существование.
Темная энергия также создает много проблем для космологов, поскольку, как и темная материя, она совершенно невидима для нас. Но мы должны приложить усилия, чтобы найти ее. Более глубокое понимание этой "энергии" позволило бы понять не только наше происхождение, но и судьбу Вселенной.