Десятиліттями фізики стикалися з дивною невідповідністю: звичайної, цілком видимої матерії у Всесвіті мало б бути значно більше, ніж вдавалося виявити.
Читайте также: Українська компанія PlantIn випустила ще дві програми для колекціонерів — SportDex і RockIn
Нове дослідження, опубліковане в журналі Physical Review Letters, нарешті пояснює, куди поділася ця «загублена» речовина.
Йдеться не про темну матерію — загадкову субстанцію, яку взагалі неможливо побачити. Мова про звичайну, баріонну матерію — ту, з якої складаються протони й нейтрони, а зрештою і планети, зорі та галактики.
За оцінками науковців, у ранньому Всесвіті баріонна матерія становила близько 17% від загальної маси. Але коли вчені підрахували масу всіх видимих об’єктів у Всесвіті — зір, планет, галактик, — вийшло лише 10% від цих 17%. Інакше кажучи, 90% звичайної матерії просто не знаходили.
Науковці припустили: якщо ця речовина не в зорях і не в галактиках, вона, найімовірніше, розсіяна у вигляді холодного, розрідженого газу навколо галактик. Проблема полягала лише в тому, як саме цей газ виявити.
Щоб знайти зниклу матерію, дослідники скористалися ще одним загадковим явищем — швидкими радіоспалахами. Це короткі, потужні випромінювання, які вперше зафіксували ще 2007 року. За силою вони можуть на мить перевершити світіння цілої галактики, а їхнє походження досі до кінця не зрозуміле.
Читайте также: ШІ-керівник замість людини. Стартап хоче купити компанію, щоб віддати управління штучному інтелекту
Команда проаналізувала тисячі вже зафіксованих радіоспалахів і уважно вивчила, як їхній сигнал змінюється дорогою до Землі. За словами Хаочена Вана, першого автора дослідження й аспіранта Массачусетського технологічного інституту (MIT), спочатку такий спалах — це дуже короткий, чіткий сигнал. Але коли він проходить крізь матерію, сигнал «розмазується» в часі. Науковці навчилися дуже точно вимірювати саме це розмиття — а воно прямо пропорційне тому, скільки «загубленої» матерії довелося подолати спалаху на своєму шляху.
Далі дослідники порівняли ці виміри з розташуванням понад 6 мільйонів галактик — і побачили чіткий зв’язок.
Аналіз підтвердив, що зникла баріонна матерія справді розсіяна широко навколо галактик та їхніх скупчень. Але вчених здивував саме масштаб цього розсіювання.
За словами співавтора дослідження, фізика MIT Кійоші Масуї, галактика зазвичай має розмір у кілька сотень тисяч світлових років. Але зниклу матерію виявили на відстані аж до 4 мільйонів світлових років від галактик — це значно далі, ніж передбачали наявні комп’ютерні моделі.
Це означає, що дуже енергійні процеси, наприклад, потужні викиди від чорних дір або вибухи зір — виштовхують звичайну матерію на величезні відстані по всьому Всесвіту. За словами Масуї, енергія цих процесів виявилася набагато сильнішою й «буйнішою», ніж вважалося раніше.
Читайте также: Удар, від якого риба буквально розлетілась. Косатки знайшли новий спосіб полювання — чи гри
