Фізики пояснили, як нейтрино впливає на формування галактик і структуру Всесвіту

Нейтрино, одні з найзагадковіших частинок у фізиці, знову опинилися в центрі уваги науковців. Свіже дослідження команди Dark Ener­gy Spec­tro­scop­ic Instru­ment (DESI), яке охоплює мільйони галактик, надало найточніші на сьогодні обмеження на їхню масу. Результати, опубліковані у січні, вказують на легкий порядок мас нейтрино та зменшують невизначеність у вимірюваннях на 25 відсотків порівняно з попередніми оглядами.

Нейтрино народилися одразу після Великого вибуху й залишаються найпоширенішими частинками з ненульовою масою. Хоча їхня маса мізерна, сукупна гравітація цих частинок впливає на формування галактик і скупчень, «розгладжуючи» космічну структуру та стримуючи надто швидке злипання матерії. Саме тому визначення їхньої точної маси є ключовим для розуміння еволюції Всесвіту.

Команда DESI застосувала узгоджену модель до спектра потужності галактик, що вимірює «згустки» матерії, та до бісепктра, який аналізує геометрію трикутників між трійками галактик. Такий підхід дозволив суттєво підвищити точність і краще окреслити параметри космологічної моделі.

Втім, аналіз космічного мікрохвильового фону, який відображає найдавніше світло Всесвіту, показує іншу картину. Дані супутника Planck у поєднанні з вимірюваннями South Pole Tele­scope допускають, що нейтрино можуть бути важчими, ніж випливає з результатів DESI. Це створює розбіжність між «раннім» і «пізнім» Всесвітом, яка може свідчити про похибки в припущеннях або про відсутність фундаментального елементу в сучасній космологічній теорії.

Науковці наголошують, що результати DESI базуються на певних спрощеннях, зокрема щодо моделювання масивних нейтрино та кореляцій між вибірками галактик. Подальші дані DESI та майбутні спостереження Vera C. Rubin Obser­va­to­ry мають допомогти перевірити ці розбіжності. Визначення точної маси нейтрино залишається одним із ключових завдань сучасної космології, адже від цього залежить наше розуміння структури й еволюції Всесвіту.