Digital Tutykać Tkostka (DTT)

Naukowcy precyzyjnie obliczyli ilość materii we wszechświecie

Jednym z najważniejszych celów astronomii jest dokładne zmierzenie całkowitej ilości materii we wszechświecie. To bardzo trudne zadanie nawet dla najbardziej zaawansowanego matematyka. Takie obliczenia przeprowadził zespół naukowców z University of California at Riverside Astrophysical Journal wydany. Zespół naukowców odkrył, że znana materia stanowi 31 procent całkowitej ilości materii i energii we wszechświecie. Pozostałe 69 procent to ciemna materia i energia.

Ciemna materia

- Gdyby cała materia we wszechświecie była równomiernie rozłożona w przestrzeni, byłoby średnio tylko około sześciu atomów wodoru na metr sześcienny ”- mówi główny autor badań Mohamed Abdullah z University of California w Riverside. Naukowiec podkreśla jednak, że że większość materii to tak naprawdę ciemna materia to jest. - Tak naprawdę nie możemy mówić o atomach wodoru, ale o materii, której kosmolodzy jeszcze nie rozumieją - mówi. Ciemna materia nie emituje ani nie odbija światła, przez co bardzo trudno ją zobaczyć. Ale ich istnienie jest zdradzane przez efekty grawitacyjne. W ten sposób naukowcy wyjaśniają anomalie w rotacji galaktyk i ruchu galaktyk w gromadach galaktyk. Naukowcy wciąż próbują dowiedzieć się, jaka dokładnie jest natura ciemnej materii i co ją tworzy, ale mimo wieloletnich badań stoją na miejscu.
Uważa się, że ciemna materia we wszechświecie nie jest barionowa. Prawdopodobnie składa się z jeszcze nieodkrytych cząstek subatomowych. Ale ponieważ nie oddziałuje ze światłem jak normalna materia, można to zaobserwować tylko poprzez efekty grawitacyjne, których nie można wyjaśnić, chyba że jest więcej materii, niż można zobaczyć. Z tego powodu większość ekspertów uważa, że ​​ciemna materia jest wszechobecna we wszechświecie i ma silny wpływ na jego strukturę i ewolucję.
Abdullah wyjaśnia, że ​​jedną z dobrych technik określania całkowitej ilości materii we Wszechświecie jest porównanie liczby obserwowanych galaktyk z wybranymi jednostkami objętości i modelami matematycznymi. Ponieważ współczesne galaktyki powstają z materii, która zmieniała się przez miliardy lat pod wpływem grawitacji, możliwe jest przewidzenie ilości materii we wszechświecie.


- Więcej materii stworzyłoby więcej gromad ”- mówi Abdullah. - Wyzwaniem dla naszego zespołu było zmierzenie liczby gromad galaktyk do dalszych obliczeń. Trudno jest jednak dokładnie zmierzyć masę gromady, ponieważ większość materii jest ciemna mają znaczenie, więc nie możemy ich zobaczyć przez teleskopy ”- dodaje.

Źródło obrazu: Pixabay


Pomiar masy wszechświata



Zespół astronomów najpierw opracował narzędzie do pomiaru masy galaktyk. Następnie naukowcy zastosowali to do danych zebranych wcześniej z Sloan Digital Sky Survey (SDSS), publicznie dostępnego katalogu znanych galaktyk. Ostatecznie przeprowadzili obliczenia i symulacje, aby określić całkowitą ilość materii we wszechświecie.

- Udało się nam dokonać jednego z najbardziej precyzyjnych pomiarów w historii tego typu badań - przekonał współautor publikacji, prof. Gillian Wilson. - Dodatkowo zastosowana przez nas metoda dała podobny efekt jak inne techniki - dodaje.

- Ogromną zaletą naszej techniki było to, że mogliśmy określić masę każdego klastra indywidualnie, zamiast polegać na bardziej pośrednich metodach statystycznych ”- mówi Anatoly Klypin, ekspert w dziedzinie symulacji matematycznych i współautor badania.
Dzięki połączeniu pomiarów z wielu zespołów wykorzystujących różne techniki naukowcy odkryli, że znana nam materia to około 31,5 proc. (plus minus 1,3%) całej materii i energii we wszechświecie. Kosmolodzy uważają, że tylko 20% tej materii to zwykła materia, czyli barion, złożony z galaktyk, gwiazd lub atomów. Reszta, 80%, to ciemna materia.