Новое исследование показало, что большая часть воды во Вселенной в замёрзшем виде имеет не полностью хаотичную, аморфную структуру, как считалось ранее. Учёные обнаружили, что в подобном космическом льду присутствуют крошечные нанокристаллы размером в несколько нанометров, вплетённые в аморфную массу. Это стало неожиданностью, поскольку в условиях космического холода предполагалось, что недостаточно энергии для формирования упорядоченных кристаллов. Информацию опубликовало издание New Science.
Физик Майкл Бенедикт Дэвис отметил, что понимание структуры космического льда на атомном уровне важно для объяснения многих процессов во Вселенной, включая формирование планет, эволюцию галактик и движение материи. Земной лед в отличие от космического имеет чётко кристаллическую решётку, в то время как космос считался местом исключительно аморфного льда.
Для проверки гипотезы учёные использовали компьютерное моделирование, имитирующее замерзание воды при –120 °C с разной скоростью.
Модель, в которой около 20% составляли кристаллы, лучше всего показывала соответствие экспериментальным данным. Кроме того, лабораторные эксперименты показали, что при нагревании лед «помнит» свою структуру, а различия в поведении образцов подтвердили существование кристаллических участков внутри аморфной массы.
Хотя эксперименты проходили на Земле, их результаты позволяют предположить, что в космосе лед также содержит нанокристаллы. Это открытие не только меняет представление о самой распространённой форме льда во Вселенной, но и стимулирует пересмотр взглядов на аморфные материалы, которые активно применяются в технологиях, например, в оптических волокнах. Если скрытые кристаллы влияют на свойства таких материалов, их контроль может повысить эффективность современных систем.
Физико-химик Кристоф Зальцманн подчеркнул, что земной лед — скорее исключение из-за температурных условий, а космический лед долго считался безструктурным. Новые результаты доказывают, что это не совсем так, и структура льда во Вселенной сложнее и разнообразнее, чем думали учёные ранее.
Земля может находиться внутри гигантской космической пустоты. Подтверждением этой теории служат барионные акустические осцилляции (BAO) — своеобразные космические «звуки» Большого взрыва, сохранившиеся в структуре реликтового излучения.