Кредит за изображение: ESA
Само преди няколко години астрономите разтърсиха актуални модели на Вселената с теорията за тъмната енергия; което казва, че разширяването на Вселената всъщност се ускорява. Разглеждайки далечни галактически клъстери - на разстояние до 10 милиарда светлинни години - астрономите на ESA откриха, че съдържат по-концентрирана материя, отколкото би могла да предвиди теорията за тъмната енергия. Ако материята беше толкова концентрирана, Вселената не може да бъде 70% тъмна енергия.
Рентгеновата обсерватория на ESA, XMM-Newton, върна изтъняващи нови данни за същността на Вселената. В проучване на далечни клъстери от галактики, XMM-Newton откри озадачаващи разлики между днешните струпвания на галактики и тези, присъстващи във Вселената преди около седем хиляди милиона години. Някои учени твърдят, че това може да се тълкува така, че „тъмната енергия“, за която повечето астрономи сега вярват, че доминира над Вселената, просто не съществува?
Наблюденията на осем далечни клъстера от галактики, най-отдалечените от които са на около 10 хиляди милиона светлинни години, бяха проучени от международна група астрономи, ръководена от Дейвид Лъмб от Космическия център за космически изследвания и технологии (ESTEC) в Холандия. Те сравниха тези клъстери с тези, открити в близката Вселена. Това проучване е проведено като част от по-големия проект за Омега XMM-Нютон, който изследва плътността на материята във Вселената под ръководството на Джим Бартлет от Колежа на Франция.
Клъстерите от галактики са огромни излъчватели на рентгенови лъчи, тъй като съдържат голямо количество високотемпературен газ. Този газ заобикаля галактики по същия начин, както парата обгражда хората в сауна. Чрез измерване на количеството и енергията на рентгенови лъчи от клъстер астрономите могат да определят както температурата на клъстерния газ, така и масата на клъстера.
Теоретично във Вселената, където плътността на материята е висока, струпванията на галактики ще продължат да нарастват с времето и така, средно, трябва да съдържат повече маса сега, отколкото в миналото.
Повечето астрономи смятат, че ние живеем във Вселената с ниска плътност, в която мистериозна субстанция, известна като „тъмна енергия“, представлява 70% от съдържанието на Космоса и следователно прониква във всичко. При този сценарий клъстерите от галактики трябва да спрат да растат в началото на историята на Вселената и да изглеждат практически неразличими от тези на днешния ден.
В статия, която скоро ще бъде публикувана от европейското списание Astronomy and Astrophysics, астрономите от XMM-Newton Omega Project представят резултати, показващи, че струпванията на галактики в далечната Вселена не са като тези на днешния ден. Изглежда издават повече рентгенови лъчи, отколкото днес. Така ясно, струпванията на галактики са променили външния си вид с времето.
В придружаващ документ Ален Бланшард от Laboratoire d'Astrophysique de l'Observatoire Midi-Pyr? N? Es и неговият екип използват резултатите, за да изчислят как се променя изобилието от галактически клъстери във времето. Бланшард казва: „В миналото е имало по-малко галактически клъстери.“
Такъв резултат показва, че Вселената трябва да бъде среда с висока плътност, в явно противоречие с „модела на съгласуване“, който постулира Вселената с до 70% тъмна енергия и много ниска плътност на материята. Бланшард знае, че това заключение ще бъде много противоречиво, като казва: „За да отчитате тези резултати, трябва да имате много материя във Вселената и това не оставя малко място за тъмната енергия.“
За да съгласуват новите наблюдения на XMM-Newton с моделите на съгласуваност, астрономите би трябвало да признаят фундаментална пропаст в знанията си за поведението на клъстерите и, вероятно, за галактиките в тях. Например галактиките в далечните клъстери трябва да влагат повече енергия в околния си газ, отколкото се разбира в момента. След това този процес трябва постепенно да се ограничава, тъй като клъстерът и галактиките в него остаряват.
Без значение по какъв начин се интерпретират резултатите, XMM-Newton даде на астрономите нова представа за Вселената и нова мистерия, която да озадачава. Що се отнася до възможността резултатите от XMM-Newton да са просто грешни, те са в процес на потвърждение от други рентгенови наблюдения. Ако те върнат един и същ отговор, може би трябва да преосмислим разбирането си за Вселената.
Съдържанието на Вселената
Широко се смята, че съдържанието на Вселената се състои от три вида вещества: нормална материя, тъмна материя и тъмна енергия. Нормалната материя се състои от атомите, които образуват звезди, планети, хора и всеки друг видим обект във Вселената. Колкото и смирено да звучи, нормалната материя почти със сигурност представлява малка част от Вселената, някъде между 1% и 10%.
Колкото повече астрономи наблюдаваха Вселената, толкова повече материя им трябваше да намерят, за да обяснят всичко. Този въпрос обаче не може да бъде направен от нормални атоми, в противен случай ще има повече звезди и галактики. Вместо това те въведоха термина тъмна материя за това своеобразно вещество именно защото избягва нашето откриване. В същото време физиците, които се опитват да разширят разбирането за силите на природата, започват да вярват, че новите и екзотични частици от материята трябва да бъдат в изобилие във Вселената. Те едва ли някога ще взаимодействат с нормалната материя и мнозина сега вярват, че тези частици са тъмната материя. В момента, въпреки че се провеждат много експерименти за откриване на частици от тъмна материя, нито един не е бил успешен. Независимо от това, астрономите все още вярват, че някъде между 30% и 99% от Вселената може да се състои от тъмна материя.
Тъмната енергия е най-новото допълнение към съдържанието на Вселената. Първоначално Алберт Айнщайн представи идеята за всепроникваща „космическа енергия“, преди да разбере, че Вселената се разширява. Разширяващата се Вселена не се нуждаеше от „космологична константа“, както Айнщайн наричаше своята енергия. Въпреки това, през 90-те години наблюденията на взривяващи се звезди в далечната Вселена предполагат, че Вселената не просто се разширява, но и ускорява. Единственият начин да се обясни това беше да се въведе отново космическата енергия на Айнщайн в леко променена форма, наречена тъмна енергия. Никой не знае каква може да бъде тъмната енергия.
В популярния в момента „модел на съгласуване“ на Вселената 70% от Космоса се смята за тъмна енергия, 25% тъмна материя и 5% нормална материя.
Оригинален източник: ESA News Release
