Професор Хендрік Хільдебрандт, який очолює дослідницьку групу Observational Cosmology в Бохумі, Німеччина, стверджує, що хоча вже з незапам'ятних часів люди намагаються дізнатися, скільки важать зірки, рішення цього завдання досі не знайдено. Його команда цікавиться не лише масою видимого Всесвіту, але й структурою вимірюваної речовини.
Сутність їхнього дослідження полягає в пошуку відповіді на просте питання: чи рівномірно розподілена маса в просторі, чи астрономічні об'єкти утворюють "острівці" в "порожньому" космосі?
Задача вимірювання маси астрономічних об'єктів вирішується за допомогою ефекту гравітаційного лінзування, який використовують космологи.
Однак визначення маси об'єктів стикається з численними труднощами. Зокрема, об'єкти спостерігаються в їхньому зміщеному місці розташування, і точна відстань до них невідома.
Наразі дослідники використовують метод гравітаційного лінзування для розрахунку відхилення світлових променів, але навіть при наявності цих даних складно точно виміряти масу, оскільки розташування об'єктів у просторі важко оцінити через двовимірне зображення неба.
Хоча науковці розробили інструменти для розв'язання цих проблем, вони визнають, що їхні розрахунки базуються на математичних моделях та гіпотезах, які можуть не повністю відображати реальність. Вони використовують спотворення світла від галактик для оцінки відхилення від їхньої первісної форми та розрахунку маси об'єктів.
Крім того, для визначення відстаней до об'єктів вони малюють "гравітаційні кольори" галактик, що дозволяє визначити їхні відстані.
Такий підхід дозволяє отримати загальне уявлення про щільність та тенденції скупчення речовини у Всесвіті, але не надає однозначної відповіді на питання про те, чи намагаємося ми виміряти масу всесвіту чи розуміти заповненість простору.
Але астрономи можуть визначати маси галактик не лише за допомогою ефекту гравітаційного лінзування, як це використовувалося в дослідженнях Хендріка Хільдебрандта, а також за допомогою іншого методу, що ґрунтується на космічному мікрохвильовому фоні.
На сьогодні значення густини речовини вимірюються в кількох наукових консорціумах, які використовують ефект гравітаційного лінзування, а також на основі даних космічного супутника Planck, що працює з мікрохвильовим фоном.
Результати, отримані обома методиками, не збігаються. Очевидна розбіжність може бути пояснена двома шляхами: або є помилка в оцінці (не вимірі!) даних, або "щось не так" зі Стандартною моделлю, до якої вже давно накопичено масив вельми істотних зауважень.
Ситуація дійшла до того критичного рівня, що вчені використовують альтернативні моделі для інтерпретації результатів, оскільки зведення даних обох лабораторій виявляється неможливим.
Звідси й виникає причина популярності темної матерії, - на думку вчених, це майже єдиний спосіб пояснити розбіжність в даних.
Крім того, якщо космічний мікрохвильовий фон походить від Великого вибуху, то ефект гравітаційного лінзування характерний для старішого Всесвіту, з уже зміненою темною енергією.
Хоча Хільдебрант вважає, що ще рано відмовлятися від Стандартної моделі, існує приблизно одновідсоткова ймовірність, що набір даних його дослідження співпаде з даними Планка. Проте інших методів оцінки маси Всесвіту у вчених наразі немає.
У будь-якому випадку, дослідники з Бохума або повинні прийняти неточні дані, або розглядати іншу методологію. Сам фізик не дуже вірить у помилку вимірювань, але водночас вказує на можливість революції в космології. Принаймні, узагальнені дані будуть доступні наприкінці травня 2020 року.
