Ένα κλασικό ερώτημα στην αστρονομία είναι πόσα πράγματα υπάρχουν στο Σύμπαν; Οι ερευνητές έθεσαν τώρα ένα νέο όριο στην απάντηση.
Οι αστρονόμοι το μετρούν ως κλάσμα της κρίσιμης πυκνότητας του σύμπαντος, μια χρήσιμη παράμετρος που χρησιμοποιείται ως σημείο αναφοράς για την περιγραφή της γεωμετρίας του κόσμου.
Παρατηρήσεις με την πάροδο του χρόνου έχουν δείξει ότι η συνολική πυκνότητα ύλης-ενέργειας του σύμπαντος είναι πολύ, πολύ κοντά σε αυτήν την κρίσιμη πυκνότητα. Τώρα μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal δείχνει ότι περίπου το 31,5% αυτής της αξίας οφείλεται στην ύλη.
«Για να τοποθετήσουμε αυτήν την ποσότητα ύλης στο πλαίσιο, εάν όλη η ύλη στο σύμπαν απλώθηκε ομοιόμορφα σε όλο το διάστημα, θα αντιστοιχούσε σε μια μέση πυκνότητα μάζας ίση με περίπου έξι άτομα υδρογόνου ανά κυβικό μέτρο», ο πρώτος συγγραφέας Mohamed Abdullah, απόφοιτος ερευνητής στο UC Riverside, είπε σε μια δήλωση.
«Ωστόσο, δεδομένου ότι γνωρίζουμε ότι το 80% της ύλης είναι στην πραγματικότητα σκοτεινή ύλη, στην πραγματικότητα, το μεγαλύτερο μέρος αυτής της ύλης δεν αποτελείται από άτομα υδρογόνου αλλά μάλλον από έναν τύπο ύλης που οι κοσμολόγοι δεν καταλαβαίνουν ακόμη».
Η εκτίμηση της ύλης στο Σύμπαν δεν είναι εύκολη υπόθεση, οπότε η ομάδα έπρεπε να γίνει δημιουργική. Ο αριθμός των συστάδων γαλαξιών στο τοπικό σύμπαν εξαρτάται από τη συνολική ποσότητα ύλης. Εάν υπήρχε περισσότερη ύλη, θα υπήρχαν περισσότερες συστάδες. Η πρόκληση λοιπόν είναι να μετρήσουμε πόσο τεράστια είναι αυτά τα σμήνη και να βρούμε ένα σύνολο.
«Η πρόκληση «Goldilocks» για την ομάδα μας ήταν να μετρήσει τον αριθμό των συστάδων και, στη συνέχεια, να καθορίσει ποια απάντηση ήταν« σωστή ». Αλλά είναι δύσκολο να μετρηθεί με ακρίβεια η μάζα οποιουδήποτε γαλαξιακού σμήνους επειδή το μεγαλύτερο μέρος της ύλης είναι σκοτεινό, οπότε δεν μπορούμε να το δούμε με τηλεσκόπια ", δήλωσε ο Αμπντουλάχ.
Η ομάδα ανέπτυξε ένα κοσμολογικό εργαλείο που ονομάζεται GalWeight, το οποίο χρησιμοποιεί την κίνηση των γαλαξιών σε συστάδες για να βρει μια συνολική μάζα. Αυτές οι τιμές στη συνέχεια εισήχθησαν σε μια κοσμολογική προσομοίωση από την οποία η ομάδα μπόρεσε να εξαγάγει μια τελική εκτίμηση.
«Καταφέραμε να κάνουμε μία από τις πιο ακριβείς μετρήσεις που έγιναν ποτέ χρησιμοποιώντας την τεχνική του γαλαξιακού σμήνους», εξήγησε ο συν-συγγραφέας Gillian Wilson, καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο UCR στο εργαστήριο του οποίου εργάζεται ο Αμπντουλάχ.
«Επιπλέον, αυτή είναι η πρώτη χρήση της τεχνικής τροχιάς του γαλαξία η οποία έχει αποκτήσει μια τιμή σε συμφωνία με εκείνες που λαμβάνονται από ομάδες που χρησιμοποίησαν τεχνικές μη συμπλέγματος, όπως κοσμικές ανισοτροπίες φόντου μικροκυμάτων, ακουστικές ταλαντώσεις βαρυών, σουπερνόβα τύπου Ia ή φακό βαρύτητας.»