Planetas, estrelas e outros objetos cósmicos são compostos de matéria, assim como os átomos que existem mesmo em nossos próprios corpos. Mas a matéria não é tudo o que compõe o universo, e na escala cósmica é difícil determinar exatamente quanto é matéria normal, e quanto é algo mais.

Em uma equipe de cientistas da Universidade da Califórnia, Riverside afirma ter feito a medida mais precisa da quantidade de matéria normal no universo – e é apenas 31,5%.

A sua pesquisa é detalhada em um estudo publicado esta semana no The Astrophysical Journal. As descobertas poderiam ajudar os cientistas a entender como o universo evoluiu – e de que é composto o resto.

Os cientistas acreditam que o universo é composto de três coisas: matéria normal, matéria escura, e energia escura. A matéria normal são os átomos que compõem todos os objetos cósmicos do Universo, mas ela é responsável pela menor proporção do cosmos.

Na verdade, a maior parte do Universo é feita de energia escura. A energia escura é teorizada para constituir cerca de 70% do universo, mas apesar da sua abundância, a energia escura nunca foi directamente observada nem medida.

A matéria escura é responsável pelo resto do Universo. É a massa em falta que mantém toda a matéria, galáxias e estrelas no lugar através de sua força gravitacional.

Devido à natureza misteriosa e, bem, escura da energia escura e da matéria escura, é difícil determinar exatamente quanto do Universo eles representam.

Para calcular a quantidade de matéria normal no Universo, a equipe por trás do novo estudo olhou para as maiores estruturas do cosmos – aglomerados de galáxias.

Aglomerados de galáxias consistem de centenas a milhares de galáxias, unidas através da gravidade. Eles se formam a partir de matéria que se desmoronou durante bilhões de anos sob o peso da sua própria gravidade, então o número de aglomerados observados hoje se correlaciona com a quantidade total de matéria no universo.

“Uma porcentagem maior de matéria resultaria em mais aglomerados”, disse Mohamed Abdullah, um estudante graduado do departamento de física e astronomia da UCR, e autor principal do novo estudo, em uma declaração. “O desafio ‘Goldilocks’ para nossa equipe era medir o número de aglomerados e então determinar qual resposta era ‘correta'”

A equipe por trás do novo estudo criou um catálogo de aglomerados de galáxias, e comparou o número de aglomerados em seu catálogo com simulações de aglomerados para determinar a quantidade total de matéria normal. Ao fazer isso, eles calcularam o melhor valor combinado de matéria normal para estar em 31,5% da quantidade total de matéria e energia no universo.

Os 68,5% restantes são energia escura, de acordo com o estudo.

A compreensão da energia escura é crucial para a nossa compreensão do universo. Esta força escura é responsável pela taxa de aceleração da expansão do Universo, afastando galáxias com sua forte força gravitacional.

Quando os cientistas tiverem uma melhor idéia da taxa de expansão do Universo, eles também terão uma melhor percepção de como o Universo evoluiu ao longo do tempo, e onde tudo começou.

Resumo: Nós derivamos restrições cosmológicas sobre a densidade da matéria, e a amplitude das flutuações, usando um catálogo de 1800 aglomerados de galáxias que identificamos no Sloan Digital Sky Survey-DR13 usando a nossa técnica GalWeight para determinar a adesão ao aglomerado. Analisando uma subamostra de 756 aglomerados em uma faixa de redshift de 0,045 ≤ z ≤ 0,125 e massas viriais de M ≥ 0,8 × 1014 com redshift médio de z = 0,085, obtemos (sistemático) e (sistemático), com uma relação de normalização do aglomerado de . Há vários aspectos únicos em nossa abordagem: usamos o maior conjunto de dados espectroscópicos atualmente disponível, e atribuímos membros usando a técnica GalWeight, que mostramos ser muito eficaz em maximizar simultaneamente o número de membros de cluster bona fide e minimizar o número de interlopers contaminantes. Além disso, em vez de empregar relações de escala, calculamos as massas de aglomerados individualmente usando o estimador de massa virial. Uma vez que é um catálogo de clusters de baixo deslocamento, não precisamos fazer nenhuma suposição sobre a evolução tanto em parâmetros cosmológicos como nas propriedades dos próprios clusters. Nossas restrições sobre e são consistentes e muito competitivas com aquelas obtidas a partir de sondas cosmológicas de abundância não-cluster, tais como fundo de microondas cósmicas, oscilação acústica bariátrica (BAO) e supernovas. A análise conjunta dos nossos dados de cluster com Planck18+BAO+Pantheon dá e .