Известно, что звезды во Вселенной начали интенсивно формироваться около 13 миллиардов лет назад и вполне естественным может показаться вопрос «сколько же звезд родилось во Вселенной за все это время?». Но недавно ученые астрономы сделали еще несколько шагов вглубь и задали сами себе вопрос — «какое количество света было излучено звездами за все это время?». Но самым интересным является то, что использование новых технологий измерений позволило ученым найти ответ на последний вопрос, другими словами — определить количество всего света, излученного в доступной для изучения части Вселенной. И результатом этих расчетов является столь большое число, величина которого может «сломать мозг» любому неподготовленному человеку.
Согласно проведенным измерениям и расчетам, суммарное количество фотонов, испущенных звездами на прошлые 13 миллиардов лет, приблизительно равно 4×10^84, числу 4, сопровождаемому 84 нулями.
4,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 фотонов.
Учитывая, что Вселенная столь же огромна, как и приведенное выше число, возникает закономерный вопрос, как ученым удалось выяснить все это? Отметим, что в этом деле им помогло явление, называемое «космическим туманом», который известен в научных кругах как внегалактический фоновый свет (extragalactic background light, EBL). Для этого ученые выполнили анализ данных, собранных за девять лет космическим гамма-телескопом Fermi, выискивая в них случаи, когда гамма-лучи, вырабатываемые блазарами, взаимодействуют с этим «космическим туманом».
В состав фонового EBL-света входят лучи всего спектра, включая ультрафиолет, видимый и инфракрасный свет. Когда гамма-лучи (самой высокоэнергетической формы света), проходят сквозь «туман», редкие столкновения фотонов производят электроны и позитроны. Анализируя эти электронно-позитронные подписи гамма-лучей, произведенных 739 блазарами, астрономы смогли измерить плотность «космического тумана» в любом месте и в любое время в истории Вселенной.
«Существует большая вероятность, что гамма-фотоны, пронзающие «облако» света с другими длинами волн, будут поглощены» — рассказывает Марко Ахельо (Marco Ajello), — «Имея данные о количестве поглощенных гамма-фотонов, мы имеем возможность вычислить плотность «космического тумана», более того, некоторые аспекты дают нам более-менее точную функцию распределения плотности по времени и по различным длинам волн».
Космический телескоп Fermi уже использовался учеными в прошлом для изучения фонового EBL-света. Но в ходе последних исследований было изучено в пять раз больше блазаров, а их расположение в различных частях неба и на различной «глубине» дало возможность ученым заглянуть дальше назад во времени. Побочным эффектом данных исследований явились данные о том, что пик процесса звездообразования во Вселенной приходился на промежуток от 10 до 11 миллиардов лет назад. И эти данные могут быть использованы в качестве основы для будущих исследований при помощи инструментов следующего поколения, к примеру, нового космического телескопа James Webb Space Telescope.
Источник:
