Матерія складає рівно 31,5 ± 1,3% Всесвіту

Зважування Всесвіту – складне завдання, але група астрономів використала хитромудру техніку, щоб виміряти, скільки скупчень галактик знаходиться у космосі. Від цього вони отримали загальну кількість матерії. Відповідь: 31,5 ± 1,3% всієї енергії Всесвіту.

Про це повідомляє universetoday.

Скупчення галактик – найбільші гравітаційно-зв’язані об’єкти у Всесвіті. Вони зазвичай вміщують понад тисячу галактик. Їх маса у квадрильйон перевищує масу Сонця. «Гравітаційно-пов’язана» частина має вирішальне значення, оскільки існують більші структури, такі як надскупчення. Але вони не пов’язані одне з одним власною гравітацією – вони все ще формуються. (І можуть ніколи не сформуватися повністю, але це інша історія).

Оскільки скупчення галактик пов’язані гравітацією, вони стабільні. Одного разу сформувавшись, вони зберігаються мільярди років. І оскільки вони вперше зібралися у перші дні існування нашого космосу, їх властивості дуже чутливі до загальних інгредієнтів і еволюції нашого Всесвіту.

Наприклад, якщо ви поміняєте величину кількості матерії у Всесвіті (або з чого складається ця матерія), або ви пограєте із тим, скільки темної енергії лежить навколо, ви зміните зростання структур протягом космічного часу, і зрештою ви зміните загальну кількість і розміри самих великих кластерів.

Це звучить просто: щоб зрозуміти склад Всесвіту, вирушайте далі, займіться астрономією і зважте якомога більше скупчень галактик. Потім запустіть кілька комп’ютерних симуляцій, відрегулюйте кількість матерії (як темної, так і різновиди нормальної), і порівняйте із тим, що ви бачите. Будь-які найкращі збіги дають вам рецепт всесвіту.

На практиці все набагато складніше. Комп’ютерне моделювання говорить нам в основному про еволюцію темної матерії (яка становить основну частину речовини у Всесвіті), тоді як спостереження прив’язані до того, що ми можемо бачити, а саме до галактик-учасників скупчення.

Для боротьби із цим група дослідників розробила новий алгоритм аналізу. Він допоміг їм ізолювати скупчення галактик у оглядах спостереженнь, визначаючи, які галактики є учасниками скупчень, а які – просто порушниками. Використовуючи цей метод для ідентифікації 1800 скупчень галактик у Sloan Digital Sky Survey, астрономи потім використали рух галактик для визначення маси скупчення (чим швидше середня швидкість галактик-учасників, тим масивніше має бути скупчення, інакше воно розірве себе).

Звідти вони взяли цей перепис скупчень галактик, об’єднали його з іншими наборами космологічних даних, такими як космічний мікрохвильовий фон, і порівняли із комп’ютерним моделюванням.

Наприкінцевий результат — напрочуд чітка відповідь: матерія складає 31,5 ± 1,3% всієї щільності енергії в космосі. Інша частина йде на темну енергію.