სამყაროს შემადგენელი მატერიის რაოდენობის განსაზღვრა ურთულესია. ვიცით, რომ სამყაროს მატერია-ენერგიის დიდ ნაწილს შეადგენს ბნელი ენერგია — იდუმალი, სრულიად უცნობი ძალა, რომელიც სამყაროს გაფართოებას წარმართავს. ასევე ცნობილია, რომ დანარჩენს შეადგენს მატერია, როგორც ნორმალური, ისე ბნელი.
ამ სამი შემადგენლის ზუსტი პრორორციების დადგენა საკმაოდ რთული გამოწვევაა, მაგრამ მკვლევრები ახლა ამბობენ, რომ მატერიის პროპროციების განსასაზღვრად ჩაატარეს ამ დრომდე უზუსტესი გაზომვები.
მათი გაანგარიშებით, ნორმალური მატერია და ბნელი მატერია ერთად შეადგენს სამყაროს მატერია-ენერგიის 31,5 პროცენტს. დანარჩენი 68,5 პროცენტი კი ბნელი ენერგიაა.
„თუ სამყაროს შემადგენელ მთელ მატერიას სივრცეში თანაბრად გავანაწილებთ, მასის საშუალო სიმკვრივე კუბურ მეტრზე წყალბადის დაახლოებით ექვსი ატომის შესაბამისი იქნება“, — ამბობს კალიფორნიის უნივერსიტეტის ასტრონომი მოჰამედ აბდულაჰი.
თუმცა, მისივე თქმით, თუ გავითვალისწინებთ, რომ მატერიის 80 პროცენტს ბნელი მატერია შეადგენს, სინამდვილეში ამ მატერიის დიდი ნაწილი შედგება არა წყალბადის ატომების, არამედ რაღაც სხვა ტიპის მატერიისგან, რომლის რაობაც კოსმოლოგებმა ჯერ არ იციან.
ბნელი ენერგიის არსის გაგება გადამწყვეტია სამყაროზე ჩვენეული წარმოდგენისთვის. არ ვიცით, ზუსტად რა არის ის — სახლი „ბნელი“ ამ შემთხვევაში იდუმალს აღნიშნავს, მაგრამ როგორც ჩანს, ის უნდა იყოს ძალა, რომელიც პასუხისმგებელია სამყაროს გაფართოებაზე, სიჩქარეზე, რომლის ზუსტი მაჩვენებლის დადგენაც ასევე ძალიან რთული აღმოჩნდა.
მას შემდეგ, რაც უკეთესი წარმოდგენა გვექნება გაფართოების მაჩვენებელზე, გაუმჯობესდება სამყაროს, როგორც მთლიანობის ევოლუციის შესახებ წარმოდგენაც. შესაბამისად, ბნელი ენერგიის მახასიათებლების დადგენა ძალზედ მნიშვნელოვანია ზოგადად კოსმოლოგიისთვის; მის შესასწავლად არსებობს რამდენიმე გზა.
აბდულაჰმა და მისმა ჯგუფმა გამოიყენა მეთოდი, რომელიც ეფუძნება გრავიტაციულად ერთმანეთთან დაკავშირებული ათასობით გალაქტიკის, ანუ გალაქტიკათგროვების გარშემო საგნების მოძრაობას.
ზოგადად, გალაქტიკათგროვები სამყაროში მატერიის გაზომვის ძალიან კარგი გზაა. იმიტომ, რომ ისინი შედგება მატერიისგან, რომელიც გრავიტაციით ერთად იყრის თავს სამყაროს არსებობის განმავლობაში, 13,8 მილიარდი წლის მანძილზე.
გალაქტიკათგროვათა რაოდენობა, რომელსაც ჩვენ სივრცეში ვაკვირდებით, ძლიერ მგრძნობიარეა მატერიის რაოდენობის მიმართ, შესაბამისად, მათი დათვლა საკმაოდ გონივრულ გაზომვას ნიშნავს. თუმცა, კიდევ ერთხელ უნდა აღინიშნოს, რომ ეს ადვილი ამოცანა არ არის.
„მატერიის მაღალი პროცენტულობა გამოიხატება უფრო მეტ გროვაში. ჩვენი ჯგუფის მთავარი გამოწვევა იყო გალაქტიკათგროვების რაოდენობის დადგენა და შემდეგ განსაზღვრა, რომელი პასუხი იყო მართებული. ნებისმიერი გალაქტიკითგროვის ზუსტი მასის დადგენა რთულია, რადგან მატერიის უმეტესობა ბნელია და ტელესკოპებით ვერ ვხედავთ“, — ამბობს აბდულაჰი.
ჯგუფმა ამ პრობლემის გადაჭრის გზაც იპოვა — მეთოდი, სახელად GalWeight. იმის დასადგენად, თუ რომელი გალაქტიკა მიეკუთვნება ან არ მიეკუთვნება სინამდვილეში რომელიმე მოცემულ გროვას, იყენებს გალაქტიკების ორბიტებს გროვაში და მის გარშემო. მეთოდის სიზუსტე 98 პროცენტია და შესაბამისად, გროვების უფრო ზუსტ შეფასებას გვთავაზობს, რასაც თავის მხრივ, მასის უფრო ზუსტად გაანგარიშებასთან მივყავართ.
„გალაქტიკების ორბიტის GalWeight მეთოდის გამოყენების უდიდესი უპირატესობა ის იყო, რომ ჩვენმა ჯგუფმა შეძლო თითოეული გროვის მასა ინდივიდუალურად განესაზღვრა და დამოკიდებული არ ყოფილიყო არაპირდაპირ, სტატისტიკურ მეთოდებზე“, — ამბობს ნიუ-მექსიკოს სახელმწიფო უნივერსიტეტის ასტრონომი ანატოლი კლიპინი.
დაკვირვების საკუთარი მეთოდი ჯგუფმა მოარგო პროგრამა Sloan Digital Sky Survey-ის ფარგლებში შეგროვებულ მონაცემებს და გალაქტიკათგროვების კატალოგი შექმნა. ამის შემდეგ, ეს გროვები შეადარეს გალაქტიკების კომპიუტერულ სიმულაციებს, რათა დაედგინათ სამყაროს მთლიანი მატერიის ოდენობა.
ჯგუფის მიერ მიღებული შედეგი — 31,5 პროცენტი მატერია და 68,5 პროცენტი ბნელი ენერგია — ახლოს არის სამყაროს მატერია-ენერგიის შემადგენლობის შესახებ ჩატარებულ სხვა გაზომვათა შედეგებთან.
„გალაქტიკათგროვების მეთოდით, წარმატებულად ჩავატარეთ ამ საკითხის ირგვლივ ამ დრომდე ერთ-ერთი ყველაზე ზუსტი გაზომვა“, — ამბობს კალიფორნიის უნივერსიტეტის ასრტრონომი ჯილიან უილსონი.
მისივე თქმით, ეს პირველი შემთხვევაა, როდესაც გალაქტიკების ორბიტის მეთოდით მიღებული შედეგები დაემთხვა სხვა მეთოდებით, მათ შორის კოსმოსური მიკროტალღური ფონის, ბარიონული აკუსტიკური რხევების, Ia ტიპის სუპერნოვებით ან გრავიტაციული ლინზირების მეთოდით მიღებულ შედეგებს.
ჯგუფის განცხადებით, ასეთი შედეგები წარმოაჩენს, რომ GalWeight მეთოდი ძალიან გამოსადეგი ხელსაწყოა სამყაროს კოსმოლოგიურ მახასიათებელთა შესასწავლად.
კვლევა The Astrophysical Journal-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია news.ucr.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
