|
Материя составляет 31% от всей материи во Вселенной
|
|
|
|
Один из самых интересных и важных вопросов космологии: «Сколько материи существует во Вселенной?» Международная команда, в которую входят ученые из Университета Тиба, уже во второй раз сумела измерить общее количество материи. В сообщении для The Astrophysical Journal команда определила, что материя составляет 31% от общего количества материи и энергии во Вселенной, а остальная часть состоит из темной энергии. «Космологи полагают, что только около 20% всей материи состоит из обычной или «барионной» материи, в которую входят звезды, галактики, атомы и жизнь», — объясняет первый автор доктор Мохамед Абдулла, исследователь из Национального исследовательского института Астрономия и геофизика – Египет, Университет Тиба, Япония. «Около 80% состоит из темной материи, загадочная природа которой еще не известна, но может состоять из некоторых еще не открытых субатомных частиц».
|
|
|
|
«Команда использовала хорошо зарекомендовавшую себя технику для определения общего количества материи во Вселенной, которая заключается в сравнении наблюдаемого числа и массы скоплений галактик на единицу объема с предсказаниями численного моделирования», — говорит соавтор Джиллиан Уилсон, исследователь Абдуллы. бывший научный руководитель, профессор физики и вице-канцлер по исследованиям, инновациям и экономическому развитию Калифорнийского университета в Мерседе. «Количество скоплений, наблюдаемых в настоящее время, так называемая «обилие скоплений», очень чувствительно к космологическим условиям и, в частности, к общему количеству материи». «Более высокий процент общего количества материи во Вселенной приведет к образованию большего количества скоплений», — говорит Анатолий Клыпин из Университета Вирджинии. «Но трудно точно измерить массу любого скопления галактик, поскольку большая часть материи темная, и мы не можем увидеть ее напрямую в телескопы».
|
|
|
Чтобы преодолеть эту трудность, команда была вынуждена использовать косвенный индикатор массы скопления. Они полагались на тот факт, что более массивные скопления содержат больше галактик, чем менее массивные (отношение массового богатства: MRR). Поскольку галактики состоят из светящихся звезд, количество галактик в каждом скоплении можно использовать как способ косвенного определения его общей массы. Измерив количество галактик в каждом скоплении в выборке Слоановского цифрового обзора неба, команда смогла оценить общую массу каждого из скоплений. Затем они смогли сравнить наблюдаемое количество и массу скоплений галактик на единицу объема с предсказаниями численного моделирования. Наилучшее соответствие между наблюдениями и моделированием было во Вселенной, состоящей из 31% всей материи, и это значение отлично согласуется с полученным с помощью наблюдений космического микроволнового фона (CMB) со спутника Планк. Примечательно, что CMB является полностью независимым методом.
|
|
|
|
«Нам удалось провести первое измерение плотности материи с помощью MRR, которое отлично согласуется с результатами, полученными командой Планка с использованием метода CMB», — говорит Томоаки Исияма из Университета Тиба. «Эта работа также демонстрирует, что изобилие скоплений является конкурентоспособным методом ограничения космологических параметров и дополняет некластерные методы, такие как анизотропия реликтового излучения, барионные акустические колебания, сверхновые типа Ia или гравитационное линзирование». Команда считает, что своим достижением они стали первыми, кто успешно использовал спектроскопию, метод, который разделяет излучение на спектр отдельных полос или цветов, чтобы точно определить расстояние до каждого скопления и истинных галактик-членов, которые гравитационно связаны с скоплением, а не с ним. нарушители заднего или переднего плана на линии обзора. Предыдущие исследования, в которых пытались использовать метод MRR, опирались на гораздо более грубые и менее точные методы визуализации, такие как использование фотографий неба, сделанных на некоторых длинах волн, для определения расстояния до каждого скопления и близлежащих галактик, которые были его истинными членами.
|
|
|
|
Статья, опубликованная в «Астрофизическом журнале», не только демонстрирует, что метод MRR является мощным инструментом для определения космологических параметров, но также объясняет, как его можно применять к новым наборам данных, которые доступны в результате больших, широких и глубокопольных изображений. спектроскопические исследования галактик, например, выполненные с помощью телескопа Субару, обзора темной энергии, спектроскопического инструмента темной энергии, телескопа Евклида, телескопа eROSITA и космического телескопа Джеймса Уэбба.
|
|
|
|
Источник
|
