Астрономы Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) выяснили, сколько точно во Вселенной содержится темной энергии, темной и обычной материи, а также с каким ускорением она расширяется. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.
В 1998 году, наблюдая за далекими вспышками сверхновых звезд типа Iа, астрономы сделали важное открытие, за которое в 2011 году трое ученых получили Нобелевскую премию — они выяснили, что Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением. Для объяснения этого феномена в математическую модель Вселенной был введен новый гипотетический вид энергии — так называемая темная энергия. Более поздние наблюдения, в том числе с помощью космических обсерваторий, помогли количественно оценить, какая часть от общей массы Вселенной приходится на эту загадочную субстанцию, а также на так называемую темную материю — невидимое вещество, которое не участвует в электромагнитном взаимодействии и проявляет себя лишь в гравитационном воздействии.
В опубликованном исследовании американские ученые использовали крупнейшую на сегодняшний день выборку Pantheon+ из 1500 изученных вспышек сверхновых звезд типа 1а, которые происходят при термоядерных взрывах белых карликов. Поскольку вспышки сверхновых этого типа имеют одинаковую светимость, астрономы используют их в качестве «стандартных свечей», позволяющих точно определять расстояния до их галактик. Это в свою очередь позволяет точно оценивать темпы расширения Вселенной в разные эпохи.
Несколько лет назад Дэн Сколник, сейчас профессор Университета Дьюка, использовал для этих оценок выборку Pantheon из 1000 вспышек сверхновых. Увеличив эту выборку на 50%, улучшив методы анализа и указав на возможные источники ошибок, ученые получили самые точные на сегодня оценки состава вселенной.
По уточненным данным, 66,2% массы Вселенной приходится на темную энергию, 33,8% — на темную и обычную (барионную) материю. Вторым главным результатом стало уточнение темпов ускоренного расширения Вселенной — так называемой постоянной Хаббла, которая оказалась равна 73,4 км/с/мегапарсек с погрешностью 1,3%.
«С этой новой выборкой мы обрели четкую картину Вселенной от тех времен, когда в ней преобладала темная материя, до периода преобладания темной энергии, — пояснил соавтор исследования Диллон Броут. — Это уникальная возможность наблюдать включение темной энергии, которая определяет эволюцию космоса на крупнейших масштабах вплоть до настоящего времени».