Вчені знайшли відсутній шматок Всесвіту: що їх здивувало

Вчені виявили величезні обсяги звичайної матерії, яку десятиліттями не могли знайти всередині галактик. Вона виявилася розсіяною у великих порожнинах між ними й простягалася значно далі, ніж передбачали попередні моделі.

Дослідження також показало, що чорні діри та вибухи зір можуть викидати речовину з галактик набагато потужніше, ніж вважалося. Команда науковців із колаборації CHIME/FRB під керівництвом дослідників Массачусетського технологічного інституту розробила новий спосіб пошуку зниклої галактичної матерії. Для цього вчені поєднали дані про швидкі радіосплески з вимірюваннями розташування галактик, інформує Live Science.

Куди зникла звичайна матерія

За оцінками фізиків, невдовзі після Великого вибуху приблизно 17% Всесвіту складалося зі звичайної матерії. Саме з неї утворені люди, планети, зорі та галактики.

Решта 83% припадала на темну матерію – загадкову складову Всесвіту, яка впливає на навколишні об’єкти своєю гравітацією, але не взаємодіє зі світлом.

Вчені очікували, що подібне співвідношення звичайної матерії мало зберегтися і в сучасному спостережуваному Всесвіті. Однак її загальна кількість всередині галактик становить лише приблизно десяту частину від очікуваного обсягу.

Дослідники давно припускали, що відсутня матерія може перебувати у величезному просторі між галактиками. Проте там вона розподілена настільки тонким шаром, що виявити її надзвичайно складно. Результати дослідження опублікували у журналі Physical Review Letters.

Як швидкі радіосплески допомогли знайти матерію

Для пошуку вчені використали швидкі радіосплески, або FRB. Це надзвичайно яскраві спалахи радіохвиль, які тривають лише кілька мілісекунд.

Їх відкрили у 2007 році. Вважається, що такі сигнали виникають унаслідок одних із найенергійніших явищ у Всесвіті.

Радіосплески надходять до Землі з далеких галактик, розташованих за мільярди світлових років. Дорогою вони проходять крізь матерію і несуть інформацію про неї, діючи подібно до космічного рентгенівського сканування.

Співавтор дослідження Хаочень Ван пояснив, що спочатку швидкий радіосплеск є дуже коротким сигналом. Коли він проходить крізь матерію, то розтягується в часі.

Вчені можуть точно виміряти це розтягування, яке безпосередньо залежить від кількості матерії на шляху радіосплеску.

Що показали спотворені сигнали

Команда поєднала дані Канадського експерименту з картографування інтенсивності водню CHIME та Спектроскопічного інструмента темної енергії DESI. Дослідники зіставили ступінь розтягування тисяч швидких радіосплесків із розташуванням мільйонів галактик у Всесвіті.

Це дозволило визначити, чи проходили сигнали крізь матерію всередині галактик, чи їхній шлях пролягав простором між ними.

Результати підтвердили, що раніше невиявлена матерія справді перебуває за межами галактик. Вона утворює широко розсіяні хмари, які простягаються значно далі, ніж передбачали наукові моделі.

Що найбільше здивувало вчених

Виявлена матерія походить із самих галактик. Імовірно, її виштовхують за їхні межі надзвичайно потужні явища, зокрема струмені чорних дір і вибухи зір.

Однак відстань, на яку поширилася речовина, здивувала дослідників.

Співавтор роботи, доцент фізики MIT Кійосі Масуї зазначив, що діаметр галактики може становити кілька сотень тисяч світлових років. Водночас зниклу матерію виявили на відстані приблизно чотирьох мільйонів світлових років. Це значно перевищує попередні прогнози комп’ютерних моделей.

За словами Масуї, отримані вимірювання свідчать, що активність зір і чорних дір є сильнішою та значно бурхливішою, ніж вважали раніше.

Що буде далі

Дослідження підтвердило, що швидкі радіосплески можна використовувати для пошуку зниклої матерії у Всесвіті.

Команда очікує, що надалі цей метод стане точнішим, оскільки CHIME продовжує реєструвати нові радіосплески. Масуї зазначив, що вченим уперше вдалося змусити цей підхід працювати. З покращенням даних вони зможуть отримувати ще точніші результати.

Також OBOZ.UA розповідав, що у космосі вперше знайшли екзопланету з атмосферою, схожу на Землю.

Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.