Теорию Большого взрыва держат три главные опоры: расширение Вселенной, реликтовое излучение и состав самых лёгких элементов. Третья опора изучена хуже всего. Международная команда с участием астрономов Миннесотского университета измерила долю первичного гелия точнее, чем когда-либо, — с погрешностью всего 0,5%. Результаты опубликованы в пяти статьях в The Astrophysical Journal.
Кухня первых минут
В первые минуты после Большого взрыва Вселенная была настолько горячей и плотной, что в ней шли термоядерные реакции, как в недрах звезды. Протоны и нейтроны слипались в ядра, и главным «продуктом» стал гелий. Через несколько минут Вселенная остыла, и реакции прекратились.
Сколько гелия успело образоваться, теория предсказывает очень точно. Если измерение разойдётся с предсказанием, значит, в известной физике чего-то не хватает — например, неизвестных частиц.
Капсулы времени
Звёзды тоже делают гелий, поэтому в нашей Галактике его состав давно перемешан. Нужны места, где звёзды почти ничего не успели изменить. Учёные выбрали 15 маленьких далёких галактик с очень простым химическим составом — они хранят вещество почти таким, каким оно было вскоре после Большого взрыва.
Их наблюдали 130 часов на Большом бинокулярном телескопе в Аризоне со спектрографами MODS. В спектре каждой галактики одновременно разобрали больше десяти линий гелия и 15 линий водорода. Это позволило учесть мелкие искажения, которые важны только при точности лучше 1%.
Что дальше
Погрешность в 0,5% примерно втрое меньше, чем у прежних оценок. Теперь у физиков есть более строгий тест для теории Большого взрыва и для Стандартной модели частиц: любое расхождение будет заметнее.
Источники
Наука ближе, когда обсуждаем вместе.
Новые материалы, вопросы и подборки — в нашем Telegram.
