С точностью до 0,5%. Астрономы измерили количество гелия, образовавшегося после Большого взрыва

Об этом пишет издание ScienceDaily.

Результаты исследования были опубликованы в пяти научных статьях в журнале The Astrophysical Journal. Ученые затратили 130 часов на наблюдения с помощью Большого бинокулярного телескопа, изучая 15 небольших и очень далеких галактик.

Эти галактики претерпели сравнительно незначительные изменения химического состава на протяжении своей истории. Благодаря этому они сохраняют информацию о веществе, из которого формировалась ранняя Вселенная, и позволяют исследовать условия, существовавшие в ней в те далекие времена.

Ранее ученые в основном анализировали большое количество галактик, а затем рассчитывали, сколько гелия могло существовать до появления последующих поколений звезд. Новая работа опирается на тщательно отобранные объекты, химический состав которых претерпел минимальные изменения. Это позволило сократить неопределенность измерений втрое по сравнению с предыдущими оценками.

Для анализа исследователи использовали спектрографы MODS, разработанные в Университете штата Огайо. Эти приборы позволяют изучать свет, разделяя его на отдельные спектральные линии. Команда одновременно проанализировала более 10 линий гелия и 15 линий водорода, что помогло выявить и устранить незначительные источники погрешностей.

Более точное определение первичного количества гелия важно для проверки теории Большого взрыва. Согласно ей, Вселенная начала расширяться примерно 13,8 миллиарда лет назад из чрезвычайно горячего и плотного состояния. Одним из доказательств этой теории служит соотношение легких химических элементов — в частности, гелия и дейтерия, — образовавшихся на ранних этапах существования космоса.

Новое измерение также помогло ученым рассчитать количество семейств нейтрино в ранней Вселенной. Нейтрино — это чрезвычайно легкие субатомные частицы, свойства которых важны для понимания фундаментальных законов природы.

По словам профессора физики и астрономии Университета Миннесоты Эвана Скиллмана, количество первичного гелия непосредственно связано с условиями, существовавшими в течение первых пяти минут после Большого взрыва. Поэтому более точные измерения позволяют тщательнее проверять Стандартную модель физики — теорию, описывающую известные элементарные частицы и их взаимодействие.

В исследовании приняли участие ученые из университетов США, Национального автономного университета Мексики и канадского исследовательского центра TRIUMF.