Астрономы раскрыли новые тайны первых пяти минут Вселенной

Международная группа ученых измерила количество гелия, образовавшегося в первые пять минут после Большого взрыва, с беспрецедентной точностью. Результаты основаны на 130 часах наблюдений с помощью Большого бинокулярного телескопа и изучении 15 исключительно чистых галактик; они представлены в пяти статьях в Астрофизическом журнале. Неопределенность измерения удалось снизить до 0,5%, что втрое точнее предыдущих оценок.

Согласно теории Большого взрыва, Вселенная начала расширяться из чрезвычайно горячего и плотного состояния около 13,8 млрд лет назад. Три основных доказательства этой теории — продолжающееся расширение, реликтовое излучение и количество легких элементов, включая гелий и дейтерий. Первичный гелий исторически изучался меньше, чем расширение и микроволновой фон. Традиционный метод предполагал наблюдение множества галактик и экстраполяцию, однако команда выбрала 15 малых далеких галактик с малой химической эволюцией — космические «капсулы времени». С помощью спектрографов MODS ученые одновременно исследовали более 10 линий гелия и 15 линий водорода, что позволило выявить и скорректировать тонкие источники ошибок, критичные при точности ниже 1%.

Новое измерение не только уточняет химический состав ранней Вселенной, но и служит важной проверкой Стандартной модели физики. По содержанию первичного гелия исследователи рассчитали число семейств нейтрино в ранней Вселенной. Результат укрепляет доказательства Большого взрыва и дает более точный способ проверять фундаментальные теории, описывающие первые минуты существования Вселенной. Авторы отмечают, что такие фундаментальные эксперименты исторически способствовали научному прогрессу и технологическим прорывам.