Взвешивание Вселенной - сложная задача, но группа астрономов использовала хитроумную технику, чтобы измерить, сколько скоплений галактик находится в космосе, и отсюда получить общее количество материи. Ответ: 31,5 ± 1,3% всей энергии Вселенной, сообщает newssky.
Скопления галактик — самые большие гравитационно-связанные объекты во Вселенной, обычно вмещающие более тысячи галактик и их масса в квадриллион превышает массу Солнца. «Гравитационно-связанная» часть имеет решающее значение, поскольку существуют более крупные структуры, такие как сверхскопления, но они не связаны друг с другом собственной гравитацией — они все еще формируются (и могут никогда не сформироваться полностью, но это другая история).
Поскольку скопления галактик связаны гравитацией, они стабильны. Однажды сформировавшись, они сохраняются миллиарды лет. И поскольку они впервые собрались в первые дни существования нашего космоса, их свойства очень чувствительны к общим ингредиентам и эволюции нашей Вселенной.
Например, если вы измените количество материи во Вселенной (или из чего состоит эта материя), или вы поиграете с тем, сколько темной энергии лежит вокруг, вы измените рост структур в течение космического времени, и в конечном итоге вы измените общее количество и размеры самых больших кластеров.
Это звучит просто: чтобы понять состав Вселенной, отправляйтесь в путь, займитесь астрономией и взвесьте как можно больше скоплений галактик. Затем запустите несколько компьютерных симуляций, отрегулировав количество материи (как темной, так и нормальной разновидности), и сравните с тем, что вы видите. Любые лучшие совпадения дают вам рецепт вселенной.
На практике все намного сложнее. Компьютерное моделирование говорит нам в основном об эволюции темной материи (которая составляет основную часть вещества во Вселенной), в то время как наблюдения привязаны к тому, что мы можем видеть, а именно к галактикам-участникам скопления.
Для борьбы с этим группа исследователей разработала новый алгоритм анализа, который помог им изолировать скопления галактик в наблюдательных обзорах, определяя, какие галактики являются членами скоплений, а какие - просто нарушителями. Используя этот метод для идентификации 1800 скоплений галактик в Sloan Digital Sky Survey, астрономы затем использовали движения галактик для определения массы скопления (чем быстрее средняя скорость входящих галактик, тем массивнее должно быть скопление, иначе оно разорвёт себя).
Оттуда они взяли эту перепись скоплений галактик, объединили ее с другими наборами космологических данных, такими как космический микроволновый фон, и сравнили с компьютерным моделированием.
Конечный результат - удивительно четкий ответ: материя составляет 31,5 ± 1,3% всей плотности энергии в космосе, а остальная часть идет на темную энергию.
