Несмотря на то, что Вселенная имеет четко выраженную структуру, такие понятия, как размер, масса, форма относительно нее смысла не имеют. Сама Вселенная ни с чем не взаимодействует. Ее принято описывать, как термодинамическую систему. Облик Вселенной, как единого целого определяют химический состав, температура, давление, плотность.
Темная материя и темная энергия
Стандартная современная модель Вселенной называется Lambda-Cold Dark Matter или сокращенно ΛСDM. Согласно ей, она плоская и заполнена темной энергией и холодной темной материей. Темная энергия должна составлять значительную часть скрытой массы Вселенной (74%), чтобы объяснить тот факт, что Вселенная с ускорением расширяется.
В космологии за стандартное определение темной энергии взята гипотеза, что она есть космологическая константа. То есть неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство. Темная материя занимает в пространстве Вселенной предположительно 22%. Эта форма материи не взаимодействует с электромагнитным излучением и не испускает его. Из-за этого ее невозможно наблюдать напрямую.
Ее возможно обнаружить по гравитационным эффектам, которые она создает. Холодная темная материя движется при классических скоростях. Она способна формировать стабильные структуры, и даже темные галактики. Пока что частицы, которые могут подходить на роль составных частей холодной материи, не обнаружены. Зато на ее роль много кандидатов из слабовзаимодействующих массивных частиц: вимпы, аксионы и т.д.
Барионы
Оставшиеся 4% занимает «светящееся» барионное вещество. Это вид темной материи, которая состоит из барионов – тяжелых элементарных частиц, включающих протоны и нейтроны (вместе они становятся нуклонами), плюс ряд короткоживущих частиц, распадающихся на протоны. В эти четыре процента барионной материи входят межгалактический газ (3,6%), звезды и все остальное (всего 0,4%). Согласно этой модели возраст Вселенной составляет почти 14 миллиардов лет.
Недавно группа физиков из Стенфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории Министерства энергетики подробно измерила рентгеновские излучения скоплений галактик. На основе собранных данных ученые смогли выявить, каким образом внутри них распределяется материя.
Изучение распределения материи галактических скоплений по их рентгеновскому излучению наиболее надежен. Гравитация, которая удерживает все скопление вместе, уравновешивает энергию газа внутри него. Поэтому распределение вещества измеряют при «расслабленном» состоянии скопления.
«Три сотни»
Ученые из Стенфордского университета разработали проект «Три сотни» (The Three Hundred Project). Он представляет собой моделирование 324 крупных галактических скоплений, проведенное с помощью различных симуляций и полуаналитических моделей (SAM). Целью проекта являлось составление большого перечня теоретических моделей галактических скоплений для астрофизических и космологических приложений.
Для каждой такой модели было рассчитано ее рентгеновское излучение. Кроме того, применены критерии наблюдений, используемые для получения реальных данных, и соотнесены со смоделированным изображением. После этого была измерена взаимосвязь массы скоплений, степенью ее концентрации в центре и красным смещением, отражающим возраст Вселенной.
Скачать мобильное приложение SFERA:
🇷🇺Rustore
🤖Android
🍎iOS
SFERA — это мессенджер, социальная сеть, сервис знакомств, поиск новых друзей, поиск работы/сотрудников, видеосервис и многое другое. Всё бесплатно и без рекламы. Мы за развитие, мы для думающих людей и мы против деградации.
Соотнеся все данные из проекта «Три сотни», наблюдений реальных скоплений в 44 кластерах (из рентгеновской обсерватории NASA «Чандра»), физики обнаружили, что оба набора данных (наблюдения и теория) очень хорошо согласованы. Выяснилось, что галактические кластеры стали концентрироваться более централизованно. Масса более легких из них сосредоточилась ближе к центру. И это исследование не единственное доказательство стандартной космологической модели ΛСDM.
«Пантеон+»
Ученые из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики наблюдали за поведением сверхновых в своем масштабном исследовании «Пантеон+». Для этого было собрано большое количество данных о звездных взрывах сверхновых типа la. Это белые карлики, накапливающие слишком много массы.
Они затмевают целые галактики, и их взрывы можно увидеть на расстоянии даже большем, чем 10 миллиардов световых лет. Яркость взрыва вместе с красным смещением может служить маркером времени и пространства, поскольку зависит лишь от расстояния.
Результаты исследования «Пантеон+» показали, что Вселенная на 66,2% состоит из темной энергии, а на 33,8% из комбинации темной и барионной материи. Помимо этого ученым удалось получить значение постоянной Хаббла, которая описывает скорость расширения Вселенной. По их данным, пространство расширяется на 73,4 км/с каждые 3,26 миллиона световых лет. Таким образом, все полученные результаты разных исследований полностью соответствуют предсказаниям Стандартной космологической модели (модели ΛCDM).
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также:
