Вчені показують, що більша частина Всесвіту складається з темної енергії

Нове вимірювання Всесвіту підтвердило, що темна енергія становить близько 69 відсотків від усього. Це залишає решту 31 відсоток мати значення; як звичайний різновид – це частинки та сили, з яких складається все, що ми можемо бачити – так і темна матерія, таємничий гравітаційний полтергейст, відповідальний за рухи та ефекти, які зараз неможливо пояснити інакше.

«Космологи вважають, що лише близько 20 відсотків усієї матерії складається зі звичайної або «баріонної» матерії, яка включає зірки, галактики, атоми та життя», — пояснює астроном Мохамед Абдулла з Національного науково-дослідного інституту астрономії та геофізики в Єгипті та Університет Чіба в Японії.

«Приблизно 80 відсотків складається з темної матерії, таємнича природа якої ще невідома, але може складатися з деяких ще не відкритих субатомних частинок».

Темна енергія, з іншого боку, є більшою силою. Ми теж не знаємо, що це таке. Це назва, яку ми даємо тому, що є рушійною силою прискореного розширення Всесвіту, і цього є багато. Повторні вимірювання показали, що він становить більшу частину щільності матерії та енергії у Всесвіті, у кількості, яка має тенденцію коливатися близько 70 відсотків.

Швидкість розширення Всесвіту наразі виявилося надзвичайно важко визначити, але є багато вагомих причин, чому вчені хочуть це зробити. Звуження щільності матерії та енергії у Всесвіті може допомогти вченим зрозуміти, що таке темна енергія, як вона вплинула на розширення Всесвіту на сьогодні й що може статися в майбутньому: розширення Всесвіту назавжди або його реверс і звуження до великого Хрускіт.

Один перевірений і надійний спосіб визначити, скільки там темної енергії, покладається на скупчення галактик. Це тому, що вони складаються з матерії, яка об’єдналася під дією сили тяжіння протягом життя Всесвіту, приблизно 13,8 мільярда років.

Порівнюючи кількість галактик і масу скупчення з результатами чисельного моделювання, вчені можуть обчислити співвідношення матерії та енергії.

«Оскільки сучасні скупчення галактик утворилися з матерії, яка руйнувалася протягом мільярдів років під дією власної гравітації, — пояснює астроном Джилліан Вілсон з Каліфорнійського університету Мерсед, — кількість скупчень, які спостерігаються в цей час, т.зв. «велика кількість скупчень» дуже чутлива до космологічних умов і, зокрема, до загальної кількості речовини».

Але оскільки більшу частину маси забезпечує темна матерія, важко безпосередньо виміряти масу скупчення галактик. Натомість дослідники визначили масу скупчень галактик у своїй базі даних, ретельно проаналізувавши за допомогою методу GalWeight, щоб переконатися, що кожне включає лише скупчення галактик, підрахувавши кількість галактик у кожному. Оскільки більш масивні скупчення мають більше галактик, зв’язок, відомий як відношення багатства маси (MMR), дослідники змогли оцінити загальну масу кожного зі своїх вибіркових скупчень.

Потім вони провели чисельне моделювання для створення скупчень галактик зі змінними пропорціями темної енергії та матерії. Симуляції, які найбільше відповідали спостережуваним скупченням галактик, були зроблені для Всесвіту, який складався з 31 відсотка матерії.

Це дуже близько до попередніх результатів команди (і є кращим результатом), коли частка темної енергії становила 68,5 відсотка, а матерія – 31,5 відсотка. Це також дуже добре узгоджується з іншими вимірюваннями щільності матерії та енергії Всесвіту, що свідчить про те, що ми дуже близькі до визначення.

«Нам вдалося зробити перше вимірювання щільності речовини за допомогою MRR, яке чудово узгоджується з результатами, отриманими командою Planck за допомогою методу космічного мікрохвильового фону», — говорить астроном Томоакі Ісіяма з Університету Чіба.

«Ця робота також демонструє, що велика кількість скупчень є конкурентоспроможною технікою для обмеження космологічних параметрів і доповнює некластерні методи, такі як анізотропія реліктового випромінювання, акустичні коливання баріонів, наднові типу Ia або гравітаційне лінзування». Джерело