Нобелевский лауреат Адам Рис (2011) и его коллеги получили уточненные данные о строении Вселенной, показывающие, что темная энергия составляет около 66,2% от общей массы Вселенной, а остальные 33,8% занимают видимая и темная материя. Работа опубликована в «The Astrophysical Journal». О результатах сообщила пресс-служба Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA).
Мы определили ключевые космологические параметры, проанализировав взрывы более 1500 сверхновых типа Ia. Во многом наш проект «Пантеон+» является кульминацией более чем двух десятилетий кропотливого сотрудничества теоретиков и экспериментаторов, направленного на раскрытие природы космоса, — говорит Адам Риз, профессор Университета Джона Хопкинса в Балтиморе (США).
В конце прошлого века, наблюдая сверхновые типа Ia, Рисс и его коллеги обнаружили, что Вселенная не просто расширяется, она делает это все быстрее и быстрее. Причиной ускоренного расширения его границ, как считают сегодня физики, является так называемая темная энергия — таинственная субстанция или свойство пространства, природа которого остается одной из главных загадок современной науки.
По старым оценкам ученых, на темную энергию приходится примерно 68% всей массы Вселенной, а на видимую и темную материю приходится примерно 5% и 26% всей массы Вселенной. Эти значения, как отмечает Рис, очень приблизительны из-за небольшого количества наблюдений. Этот факт, а также недавно обнаруженные аномалии в скорости расширения Вселенной побудили ведущих космологов и астрономов-наблюдателей запустить в 2019 году проект «Пантеон+».
Измерения с двойной точностью
В рамках этой инициативы ученые продолжили наблюдения за взрывами сверхновых 1-го типа, используя другие подходы к изучению трехмерной структуры Вселенной, включая наблюдения за переменными звездами-цефеидами. Это позволило ученым определить точные расстояния между Млечным Путем и далекими галактиками и оценить скорость, с которой они удаляются друг от друга под воздействием темной материи.
Всего астрономы и космологи отследили более 1 500 000 вспышек сверхновых типа Ia, а также подробно изучили четыре десятка далеких галактик, где происходили такие звездные взрывы и где присутствуют цефеиды. Их периодические колебания яркости позволили космологам точно рассчитать расстояние этих галактик от Млечного Пути.
В результате ученые удвоили точность измерений космологических параметров, в том числе скорости расширения Вселенной, а также долей темной энергии, видимой и темной материи. Первая, как отмечает Рис, остается аномально высокой для близлежащих объектов и составляет 73,4 километра в секунду на мегапарсек (3,2 миллиона световых лет). Это стало еще одним аргументом в пользу существования аномалий в процессе расширения Вселенной, обнаруженных нобелевским лауреатом и его коллегами в 2016 году.
В свою очередь, новые расчеты Риса и его коллеги показали, что доля темной энергии была несколько завышена — на самом деле она составляла 66,2%, а не 68%, как считалось. Точно так же общая доля видимой и темной материи составляет около 33,8%, а не 31%.
В ближайшее время ученые планируют рассчитать, как изменения полученных ими космологических параметров повлияют на характер распределения галактик и внешний вид Вселенной в целом.