Космические пустоты не совсем пусты экспресс

Оригинал: "Baryons in the Darkest Sites of the Universe"
arXiv:2605.01994 · 2026-05-03 · CC BY 4.0 · 1 мин
Впервые измерена плотность газа в космических пустотах.

📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Вселенная устроена как губка: в ней есть плотные области, набитые галактиками и газом, и гигантские поры — космические пустоты. Эти пустоты занимают большую часть пространства, но их содержимое оставалось загадкой — вещество там почти не проявляет себя.

Теперь астрономы «прощупали» пустоты с помощью быстрых радиовсплесков — сверхмощных импульсов, приходящих из далёких галактик. Проходя сквозь поры, импульс слегка запаздывает, натыкаясь на встречные электроны — крошечные заряженные частицы, оставшиеся в газе. Как вода, огибающая волокна губки, теряет скорость. Измерив задержку тысяч таких всплесков, учёные впервые взвесили невидимый газ, в основном водород.

Оказалось, что даже в самых «сухих» порах космической губки газа лишь на 60% меньше, чем в среднем. Он есть, но предельно разреженный — как тончайшая плёнка влаги после выжимания.

Парадокс: этот газ нагрет до миллиона градусов, но из-за ничтожной плотности он почти не передаёт тепло. Очутись вы в пустоте, вы бы замёрзли, а не сгорели. Такие исследования пустот критичны: они позволяют изучать тёмную энергию и свойства почти неуловимых нейтрино, уточняя модели расширения Вселенной.

Оригинальная аннотация

как её написали авторы, на английском arXiv:2605.01994

The pristine underdense patches of the Universe, cosmic voids, are powerful cosmological laboratories, uniquely sensitive to dark energy, modified gravity, and neutrino masses, yet their baryonic content remains uncharacterized. We present the first observational constraint on baryon underdensity in void interiors, exploiting the dispersion measures (DMs) of Fast Radio Bursts (FRBs) as tracers of the free electron column, independent of gas phase, temperature, and metallicity. By stacking 3,455 sightlines from CHIME/FRB on 1,288 SDSS BOSS voids over redshifts $$0.2 < z < 0.7$$, we measure a DM deficit toward void centers at $$3.2\sigma$$ significance, establishing that diffuse baryons inhabit the emptiest corners of the cosmic web at a suppressed level. The measured signal amplitude is consistent with an effective Universe model built directly from the observed galaxy underdensity in these voids, and a baryonic model calibrated to the FRB DM-redshift relation ($$\alpha_v = 1.80 \pm 0.87$$). A uniform-density void model yields an electron density contrast of $$\delta_\mathrm{e,v} = -0.58 \pm 0.30$$, implying a $$\sim 60$$% underdensity of baryons in void interiors relative to the cosmic mean. Jointly interpreting our FRB measurement with existing stacks of the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect on voids further constrains the mean void gas temperature to $$T_\mathrm{e} \lesssim (1.1 \pm 0.7) \times 10^6$$ K, pointing to a warm-hot diffuse phase, consistent with hydrodynamical simulation predictions. With forthcoming FRB (CHORD, DSA, SKA) and galaxy (DESI, LSST, Euclid, PFS-Subaru, SPHEREx, Roman) surveys, set to expand both samples by orders of magnitude, this approach opens a new window onto tomographic baryon mapping, with direct implications for feedback models governing gas expulsion into low-density environments, and for the use of cosmic voids to extract cosmological constraints.

Окажись Млечный Путь в центре подобной пустоты, ночное небо было бы абсолютно чёрным — ни единой галактики, лишь несколько тусклых звёзд.

Учёные
Fritz ZwickyVera RubinGeorges LemaîtreJohann Jakob BalmerErwin SchrödingerCecilia Payne-Gaposchkin
Понятия
барионные акустические осцилляции звуковой горизонт измерение космических расстояний барион ксенон подземная лаборатория измерение реликтового излучения войд быстрый радиовсплеск радиоастрономия энергия вакуума пустыня коричневых карликов лямбда-барион