Вселенная на 69 % состоит из тёмной энергии и на 31 % из материи, в основном тёмной, подтвердило новое исследование

Ученые из Египта и Японии, применив оригинальную методику подсчета галактик в скоплениях, не только подтвердили, что 69% Вселенной приходится на долю загадочной темной энергии, но и открыли путь к массовому анализу данных с новых телескопов. Вместо прямых измерений массы, которая на 80% состоит из невидимой темной материи, команда под руководством Мохамеда Абдуллы (NRIAG и Университет Чиба) использовала количество галактик в скоплении как точный индикатор его общей массы. Этот подход, известный как метод соотношения массы и плотности скопления (MRR), позволил получить результаты, идеально совпавшие с «золотым стандартом» измерений спутника «Планк», но с гораздо большим потенциалом для будущих исследований.

Новый взгляд на старую загадку: как посчитать невидимое

Главная проблема космологии заключается в том, что мы не видим напрямую около 85% материи во Вселенной. Эта так называемая темная материя не излучает и не поглощает свет, выдавая себя лишь гравитационным воздействием на видимые объекты. Традиционные методы оценки массы галактических скоплений требуют сложного анализа гравитационного линзирования или динамики движения галактик, что трудоемко и не всегда применимо к огромным массивам данных.

Галактики как гири на весах Вселенной

Египетско-японская команда предложила элегантное решение. Они исходили из простой логики: чем массивнее скопление, тем больше в нем галактик. Используя каталог GalWeight, созданный на основе данных Слоановского цифрового небесного обзора (SDSS), ученые проанализировали количество галактик в сотнях скоплений. Сравнив эти цифры с результатами численного моделирования эволюции Вселенной, они с высокой точностью определили долю материи — 31% от всей космической «начинки». Оставшиеся 69%, как и предсказывалось, приходятся на темную энергию — силу, которая ускоряет расширение космоса.

«Космологи считают, что только около 20% всей материи представлены обычной, или барионной, материей, — пояснил Абдулла. — Около 80% составляет темная материя, природа которой пока неизвестна». Новый метод MRR, по сути, позволил «взвесить» Вселенную, используя галактики как удобные маркеры скрытой массы.

От теории к практике: инструмент для эпохи больших данных

Утверждение, что Вселенная на 69% состоит из темной энергии, само по себе не новость. Однако ключевое значение работы — в доказательстве надежности и масштабируемости метода MRR. Ранее подобные оценки были прерогативой спутника «Планк», который изучал реликтовое излучение. Новый подход опирается на данные обзоров галактик, которые становятся все более детальными и обширными.

Ученые подчеркивают, что метод MRR не требует сложных и дорогостоящих наблюдений за гравитационным линзированием для каждого скопления. Достаточно знать количество галактик в нем и расстояние до него. Это открывает возможность обрабатывать колоссальные объемы информации, которые уже поступают и будут поступать с новых инструментов.

Современные космологические модели, основанные на данных «Планка», долгое время оставались непревзойденными по точности. Однако любая научная теория требует независимой проверки. Работа команды Абдуллы стала такой проверкой, подтвердив, что стандартная модель Вселенной (Lambda-CDM) верна и на масштабах галактических скоплений. Это снимает ряд вопросов о возможных расхождениях в данных, полученных разными методами.

Главное последствие этого исследования — практическое. Джиллиан Уилсон, соавтор работы, отметила, что метод MRR имеет большой потенциал для анализа данных с телескопов нового поколения: Dark Energy Survey, Euclid, eROSITA и «Джеймс Уэбб». Вместо того чтобы спорить о точном процентном соотношении темной энергии и материи, астрономы получают в руки надежный инструмент для картирования распределения массы во Вселенной. Это позволит с беспрецедентной точностью изучать структуру космоса, эволюцию галактик и, возможно, приблизит нас к пониманию природы самой темной энергии, которая остается главной загадкой современной физики.