Більша частина звичайної матерії у Всесвіті знаходиться не в планетах, зірках і галактиках
Астрономи з'ясували, де ховається переважна кількість звичайної матерії, що складається з протонів, нейтронів і електронів, з якої складаємося ми, планети, зірки і галактики.
У космосі існує незліченна безліч галактик, які містять мільярди зірок і планет. Може здатися, що ці масивні об'єкти повинні містити більшу частину звичайної матерії Всесвіту. Але теорія Великого вибуху передбачає, що близько 5% всього вмісту Всесвіту мають становити атоми, що складаються з протонів, нейтронів і електронів. Більшу частину цих атомів не можна знайти в зірках і галактиках і ця невідповідність спантеличила астрономів. Вчені вважають, що переважна більшість звичайної матерії Всесвіту перебуває в просторі між галактиками. Дослідження опубліковано в журналі Nature, пише EarthSky.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Приблизні оцінки астрономів показують, що у видимому Всесвіті існує кілька сотень мільярдів галактик, кожна з яких складається з кількох сотень мільярдів зірок. За оцінками, це приблизно 10 у 23 ступені зірок. також вважається, що у Всесвіті налічується приблизно 10 у 82 ступені атомів.
Міжгалактичне середовище, тобто простір між галактиками, є майже повним вакуумом зі щільністю один атом на кубічний метр. Це менше однієї мільярдної мільярдної щільності повітря на Землі. Навіть за такої дуже низької щільності це середовище містить багато матерії, враховуючи величезний діаметр видимого Всесвіту в 92 мільярди світлових років.
Міжгалактичне середовище дуже гаряче, його температура сягає мільйонів градусів Цельсія. Це ускладнює спостереження, за винятком рентгенівських телескопів, оскільки дуже гарячий газ випускає рентгенівське випромінювання. Але рентгенівські телескопи мають обмежену чутливість.
Астрономи використали новий метод для пошуку відсутньої матерії у Всесвіті. Швидкі радіосплески — це потужні вибухи, видимі в радіодіапазоні, які можуть випускати за мілісекунду стільки ж енергії, скільки Сонце випромінює за три дні. Їхня енергія вичерпується в міру того, як радіохвилі проходять через космос. Хоча астрономи не до кінця розуміють природу швидких радіосплесків, вони можуть використовувати їх для дослідження міжгалактичного простору.
У міру поширення швидких радіосплесків у просторі взаємодія з електронами в гарячому міжгалактичному газі переважно уповільнює довгі хвилі. Астрономи використовують величину цього поширення, щоб розрахувати, через яку кількість газу пройшов радіосплеск на шляху до Землі.
Астрономи вивчили 69 швидких радіосплесків і виявили, що 76% звичайної матерії Всесвіту перебуває в міжгалактичному просторі, ще 15% — у галактичних гало (область, що оточує галактики), а решта 9% — у зірках і холодному газі всередині галактик. Повне врахування звичайної матерії у Всесвіті слугує переконливим підтвердженням теорії Великого вибуху.
Астрономи тепер мають повну картину розподілу звичайної матерії, але більша частина Всесвіту складається з компонентів, природа яких до кінця не зрозуміла. Йдеться про темну матерію і темну енергію. Остання спричиняє прискорене розширення Всесвіту, а темна матерія — це невидимий "клей", що скріплює галактики і всю структуру космосу.
Як уже писав Фокус, фізики шукали нову силу природи всередині нейтронних зірок і виявили щось інтригуюче. Це дослідження показує, що сам Всесвіт може розсунути межі фізики способами, недоступними лабораторним дослідженням.