Nowa technologia potwierdza, że ​​wszechświat składa się z 69% ciemnej energii i 31% materii (głównie ciemnej)

Ile „rzeczy” jest we wszechświecie? Można by pomyśleć, że łatwo będzie to rozgryźć. Ale to nie jest. Astronomowie dodają to, co mogą odkryć, a mimo to odkrywają, że we wszechświecie jest więcej, niż im się wydaje. Co więc jest „tam” i jak to wszystko wytłumaczyć?

Według astronoma Mohameda Abdullaha (Narodowy Instytut Badawczy Astronomii i Geofizyki w Egipcie oraz Uniwersytet Chiba (Japonia)) Wszechświat zawiera zarówno ciemne, jak i widzialne elementy. Materia stanowi zaledwie 31% znanego wszechświata. Reszta to ciemna energia, która wciąż jest w dużej mierze nieznana. „Kosmolodzy uważają, że tylko około 20% całej materii składa się ze zwykłej, czyli «barionowej» materii, która obejmuje gwiazdy, galaktyki, atomy i życie” – powiedział. „około 80%” [of all matter] Zbudowana jest z ciemnej materii, której tajemnicza natura nie jest jeszcze znana, ale może składać się z pewnych cząstek subatomowych, które nie zostały jeszcze odkryte.

Określ skład Wszechświata za pomocą grup galaktyk

Najlepsze pomiary „materiału wszechświata” pochodzą z satelity Planck, który sporządził mapę Wszechświata. Badał kosmiczne mikrofalowe tło, promieniowanie pozostałe po Wielkim Wybuchu, około 13,8 miliarda lat temu. Pomiary Plancka pozwoliły astronomom uzyskać „złoty standard” pomiarów całkowitej materii we wszechświecie. Zawsze jednak warto zweryfikować Plancka innymi metodami.

Abdullah i zespół naukowców właśnie tego dokonali. Zastosowali inną metodę zwaną relacją bogactwa klastrów. Zasadniczo mierzy liczbę członków galaktyk w gromadzie, aby określić masę gromady. Zdaniem astronoma i członkini zespołu Gillian Wilson umożliwia ona pomiar materii kosmicznej. „Ponieważ obecne gromady galaktyk powstały z materii, która zapadała się przez miliardy lat pod wpływem własnej grawitacji, liczba obecnie obserwowanych gromad, czyli tak zwana «liczba gromad», jest bardzo wrażliwa na warunki kosmiczne” – mówi. powiedział. „W szczególności całkowita ilość materii.” „, zauważając, że metoda porównuje zaobserwowaną liczbę i masę galaktyk na jednostkę objętości z przewidywaniami z symulacji numerycznych.

Nie jest to metoda łatwa, ponieważ trudno jest dokładnie zmierzyć masę jakiejkolwiek gromady galaktyk. Duża część masy gromady to ciemna materia. Innymi słowy, to, co widzisz w zestawie, niekoniecznie jest wszystkim, co dostajesz. Zespół musiał więc wykazać się sprytem. Wykorzystali fakt, że bardziej masywne gromady zawierają więcej galaktyk niż mniej masywne galaktyki. Ponieważ wszystkie galaktyki zawierają jasne gwiazdy, do oszacowania całkowitej masy wykorzystuje się liczbę galaktyk w każdej grupie. Zasadniczo zespół zmierzył liczbę galaktyk w każdej gromadzie w swojej próbce, a następnie wykorzystał te informacje do oszacowania całkowitej masy każdej gromady.

Dopasowanie Plancka

Wynik wszystkich pomiarów i symulacji w przybliżeniu odpowiada liczbom Plancka oznaczającym masę we wszechświecie. Odkryli, że wszechświat składa się z 31% materii i 69% ciemnej energii. Wydaje się również, że zgadza się to z innymi pracami wykonanymi przez zespół w celu pomiaru mas galaktyk. Aby uzyskać wyniki, zespołowi Mohammeda udało się wykorzystać badania spektroskopowe gromad w celu określenia ich odległości. Obserwacje pozwoliły im także dowiedzieć się, które galaktyki należą do określonych grup.

Symulacje również odegrały kluczową rolę w tej pracy. Obserwacje dokonane w ramach Sloan Digital Sky Survey pozwoliły zespołowi stworzyć katalog gromad galaktyk o nazwie „GalWeight”. Następnie porównali kolekcje w katalogu z ich symulacjami. Rezultatem było obliczenie całkowitej materii we wszechświecie na podstawie zależności masy od bogactwa.

Technologia ta jest na tyle wydajna, że ​​można ją wykorzystać, gdy nowe dane astronomiczne napływają z różnych instrumentów. Według Wilsona prace zespołu pokazują, że technologia MRR wykracza poza ich pracę. „Technologię MRR można zastosować do nowych zbiorów danych, które stają się dostępne dzięki szerokokątnemu i głębokiemu obrazowaniu oraz przeglądom spektroskopowym galaktyk, takich jak Przegląd Ciemnej Energii, Instrument Spektroskopowy Ciemnej Energii, Teleskop Euclid, Teleskop eROSITA i James Kosmiczny Teleskop Webba.” Powiedział.

Wyniki pokazują również, że obfitość mas jest konkurencyjną techniką ograniczania parametrów kosmologicznych. Uzupełnia również techniki nieskoncentrowane na grupie. Należą do nich anizotropia CMB, barionowe oscylacje akustyczne, supernowe typu Ia czy soczewkowanie grawitacyjne. Każdy z nich jest także użytecznym narzędziem do pomiaru różnych właściwości wszechświata.

po więcej informacji

Naukowcy wykazali, że większość wszechświata składa się z ciemnej energii
Ograniczanie parametrów kosmologicznych za pomocą relacji bogactwa gromady-masy