Astrofiziķi aplēsuši, cik daudz matērijas ir visumā (2)

Ir zināms, ka visuma matērijas-enerģijas blīvumu veido tumšā enerģija – mistisks, neizpētīts spēks, kas liek visumam izplesties. Mēs arī zinām, ka pārējais ir matērija – gan tumšā, gan parastā, mums pazīstamā.

Precīzi aprēķināt šīs trijotnes proporcijas, protams, ir visai liels izaicinājums, tomēr tagad pētnieki ir veikuši vienu no visu laiku precīzākajiem mērījumiem, lai ar šo izaicinājumu beidzot tiktu galā, rakstīts izdevumā "Live Science".

No zinātnieku aprēķiniem izriet, ka normālā matērija un tumšā matērija kopā veido 31,5% visuma matērijas-enerģijas blīvuma. Atlikušie 68,5% ir tumšā enerģija.

“Skatoties uz to kontekstā, ja visa visuma matērija tiktu vienādi izkliedēta visā kosmosā, tad tas atbilstu masas blīvumam, kas vienāds ar sešiem ūdeņraža atomiem uz kubikmetru. Tā kā mēs zinām, ka 80% visuma masas veido tumšā matērija, realitātē lielākā daļa no šīs matērijas sastāv nevis no ūdeņraža atomiem, bet gan no matērijas veida, kas zinātniekiem vēl nav pazīstams,” stāstīja astronoms Muhameds Abdulla.

Lai mēs saprastu, kā darbojas visums, mums ir jāsaprot, kas ir tumšā enerģija. Pagaidām mēs to nezinām, tāpēc tā arī tiek dēvēta par tumšo enerģiju, kad “tumšā” apzīmē mistēriju, neizprotamo. Tomēr zinātniekiem šķiet, ka tieši tumšā enerģija liek visumam izplesties. Kad mēs labāk sapratīsim šīs izplešanās ātrumu, mums taps skaidrāka arī pati visuma evolūcija kopumā.

Abdulla ar savu komandu izmantoja metodi, kas balstīta uz veidu, kādā objekti kustas ap galaktiku mākoņiem jeb tūkstošiem galaktiku lielām kopām. Parasti šie galaktiku mākoņi ir labi rīki, lai izmērītu matēriju visumā. Tas ir tāpēc, ka tie ir veidojušies no matērijas, kas gravitācijas ietekmē sablīvējusies kopā visuma eksistences laikā, kas ir aptuveni 13,8 miljardi gadu.

Galaktiku mākoņu skaits ir saistīts ar matērijas daudzumu visumā, proti, procentuāli lielāks matērijas daudzums nozīmē lielāku galaktiku mākoņu skaitu. Tomēr izmērīt jebkura galaktiku mākoņa masu ir ļoti grūti, jo lielākā daļa matērijas ir tumša un nesaredzama ar teleskopu.

Pētnieku komandai izdevās apiet šo problēmu ar tā saucamo “GalWeight” tehniku. Tā izmanto galaktiku orbītas mākoņu iekšpusē un ārpusē, lai noskaidrotu, pie kura mākoņa attiecīgā galaktika pieder. Pētnieki saka, ka tā ir iespējams iegūt precīzāku galaktiku skaitu mākonī un rezultātā precīzākus masas aprēķinus.

Beigu beigās pētnieki izveidoja galaktiku mākoņu katalogu. Šie galaktiku mākoņi vēlāk tika salīdzināti ar galaktiku skaitliskajām simulācijām, lai varētu aprēķināt kopējo matērijas daudzumu visumā.

Pētnieki saka, ka iegūtie skaitļi – 31,5% matērijas un 68,5% tumšās enerģijas – ir visai precīzi un sakrīt ar citiem mērījumiem.

Pētījums publicēts zinātniskajā žurnālā “The Astrophysical Journal”.