Плотность материи во Вселенной

При порядка 75 (км/с)/Мпс критическая плотность примерно равна 10 в 29 степени г/см?. Следовательно, если наблюдения покажут, что современная плотность материи р>ркр, то расширение мира должно смениться сжатием и, наоборот, при р<ркр оно будет длиться неограниченно долго. А что же реализуется в действительности? Как соотносится современная плотность материи во Вселенной с критической плотностью?

Для ответа на эти вопросы нам придется обратиться к существующим наблюдательным данным. Поскольку галактики являются одними из самых распространенных объектов космоса, рассмотрим в первую очередь вопрос о величине их вклада в полную плотность материи во Вселенной. В дальнейшем будет удобно характеризовать отношение сегодняшней плотности вещества к РкР параметром Q = p/pKp. Если предположить, что все спиральные и эллиптические галактики, составляющие большинство наблюдаемых объектов, характеризуются одним и тем же (для данного типа) отношением массы к светимости L, то параметр Qr, учитывающий вклад в современную плотность объектов этого класса, варьируется в пределах от 0,01 до 0,03.

Однако, как уже отмечалось, галактики распределены во Вселенной крайне неравномерно. Большинство из них являются составными элементами более крупных структурных образований – скоплений галактик. Поэтому, используя данные о массах и светимостях галактик,- можно проверить выполнение теоремы вириала и для скоплений галактик.

Анализ этого вопроса показал, что практически для всех изученных скоплений кинетическая энергия движения галактик более чем в 3 раза превышает потенциальную. Это означает, что примерно за 1 млрд. лет скопления галактик должны были бы рассеяться в пространстве, чего, однако не наблюдается. Таким образом; имеются веские основания подозревать, что в скоплениях галактик должна существовать так называемая скрытая масса, необходимая для их стабилизации. В каких же формах может существовать эта невидимая нами материя?