Plantele, stelele și alte obiecte cosmice sunt alcătuite din materie, la fel ca și atomii care există chiar și în propriile noastre corpuri. Dar materia nu este tot ceea ce compune universul, iar la scară cosmică este greu de determinat cu exactitate câtă este materie normală și câtă este altceva.

Într-o echipă de oameni de știință de la Universitatea din California, Riverside, susțin că au realizat cea mai precisă măsurătoare a cantității de materie normală din univers – iar aceasta este de doar 31,5 la sută.

Cercetarea lor este detaliată într-un studiu publicat săptămâna aceasta în The Astrophysical Journal. Descoperirile ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă cum a evoluat universul – și din ce este compus restul acestuia.

Științii cred că universul este alcătuit din trei lucruri: materie normală, materie întunecată și energie întunecată. Materia normală este reprezentată de atomii care alcătuiesc toate obiectele cosmice din univers, însă reprezintă cea mai mică proporție din cosmos.

De fapt, cea mai mare parte a universului este formată din energie întunecată. Conform teoriei, energia întunecată ar reprezenta aproximativ 70% din univers, dar, în ciuda abundenței sale, energia întunecată nu a fost niciodată observată direct și nici măsurată.

Materia întunecată reprezintă restul universului. Este masa care lipsește și care ține toată materia, galaxiile și stelele la locul lor prin forța sa gravitațională.

Datorită naturii misterioase și, ei bine, întunecate a energiei întunecate și a materiei întunecate, este greu de determinat cu exactitate cât de mult din univers reprezintă acestea.

Pentru a calcula cantitatea de materie normală din univers, echipa care a realizat noul studiu a analizat cele mai mari structuri ale cosmosului – roiurile de galaxii.

Aglomeratele de galaxii constau din sute sau mii de galaxii, legate între ele prin gravitație. Ele se formează din materia care s-a prăbușit de-a lungul a miliarde de ani sub greutatea propriei gravitații, astfel încât numărul de roiuri observate astăzi este corelat cu cantitatea totală de materie din univers.

„Un procent mai mare de materie ar duce la mai multe roiuri”, a declarat într-un comunicat Mohamed Abdullah, student absolvent la departamentul de fizică și astronomie al UCR și autorul principal al noului studiu. „Provocarea „Goldilocks” pentru echipa noastră a fost să măsoare numărul de clustere și apoi să determine care răspuns era „potrivit”.”

Echipa din spatele noului studiu a creat un catalog de clustere de galaxii și a comparat numărul de clustere din catalogul lor cu simulări de clustere pentru a determina cantitatea totală de materie normală. Făcând acest lucru, au calculat cea mai bună valoare combinată a materiei normale la 31,5% din cantitatea totală de materie și energie din univers.

Celălalt 68,5% este energie întunecată, potrivit studiului.

Înțelegerea energiei întunecate este crucială pentru înțelegerea universului nostru. Această forță întunecată este responsabilă pentru rata accelerată de expansiune a universului, trăgând galaxiile în afară cu forța sa gravitațională puternică.

Pe măsură ce oamenii de știință își vor face o idee mai bună despre rata de expansiune a universului, ei vor obține, de asemenea, o mai bună înțelegere a modului în care universul a evoluat de-a lungul timpului și unde a început totul.

Rezumat: Derivăm constrângeri cosmologice asupra densității materiei, , și a amplitudinii fluctuațiilor, , folosind , un catalog de 1800 de roiuri de galaxii pe care le-am identificat în setul de date spectroscopice Sloan Digital Sky Survey-DR13 folosind tehnica noastră GalWeight pentru a determina apartenența la roiuri. Analizând un subeșantion de 756 de clustere într-un interval de deplasare spre roșu de 0,045 ≤ z ≤ 0,125 și mase viriale de M ≥ 0,8 × 1014 cu o deplasare spre roșu medie de z = 0,085, obținem (sistematic) și (sistematic), cu o relație de normalizare a clusterelor de . Există câteva aspecte unice ale abordării noastre: folosim cel mai mare set de date spectroscopice disponibile în prezent și atribuim apartenența folosind tehnica GalWeight, despre care am arătat că este foarte eficientă pentru a maximiza simultan numărul de membri de bună credință ai clusterului, minimizând în același timp numărul de interlopi contaminanți. Mai mult decât atât, în loc să folosim relații de scalare, calculăm masele clusterelor în mod individual utilizând estimatorul masei viriale. Având în vedere că este un catalog de clustere cu deplasare spre roșu redusă, nu este necesar să facem nicio presupunere privind evoluția parametrilor cosmologici sau a proprietăților clusterelor în sine. Constrângerile noastre cu privire la și sunt consecvente și foarte competitive cu cele obținute din sonde cosmologice care nu au abundență de clustere, cum ar fi fondul cosmic de microunde, oscilația acustică barionică (BAO) și supernovele. Analiza comună a datelor noastre privind clusterele cu Planck18+BAO+Pantheon oferă și .