科学家重新计算物质占比 略低于宇宙总量的1/3

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科学家重新计算物质占比 略低于宇宙总量的1/3

在近日出版的《天体物理学》期刊上,一支研究团队介绍了他们用于更精确地估算宇宙中物质总量的新方法。实际上,我们可见、可互动和感受的一切,只构成了宇宙中很小的一部分。通过计算数百个星系团的总质量,新研究发现物质组成仅占宇宙总量的 1/3 不到。

Abel 2163 星系群(来自:ESA / 哈勃 / NASA)

长期以来,科学家们认为物质和能量的占比为三七开(约 32% vs 68%),此外常规(重子)物质仅占宇宙物质总量的 5% 左右,“暗物质”则占绝大多数。

不过由加州大学河滨分校(UCR)带领的一支科学家团队,已经在一项新计算中对各项权重进行了微调。

新研究指出,物质约占宇宙总量的 31.5%,暗能量则占余下的 68.5% 。作为一种神秘的力量,后者似乎在推动宇宙的加速膨胀。

宇宙物质占比(来自:UCR)

研究一作 Mohamed Abdullah 表示:“若将所有物质均匀分布在整个宇宙空间,其平均密度相当于每立方米只有大约六个氢原子。不过由于我们知道 80% 的物质为暗物质,因此大部分物质并不是由氢原子组成,而是宇宙学家们尚未理解的另一种物质形式”。

为得出研究结论,UCR 团队开发出了一款名叫 GalWeight 的新工具,可通过测量单个星系的轨道来计算星系团的质量。然后将之与斯隆数字巡天调查(SDSS)的 756 个星团数据进行比对,以模拟星系团的形成方式。

这些模拟从不同数量的物质开始,因而研究人员可通过查看哪些模拟条件与观测值最匹配,就能够更精确地预估宇宙中最终可能包含的物质 / 总量的占比。

模拟示例(The Astrophysical Journal)

研究合著者 Gillian Wilson 补充道:我们已经顺利完成了使用星系团技术开展的最精确的一次测量。

虽然只是该技术的首次运用,但最终获得的价值与其它团队的方案一致(比如宇宙微博背景辐射的各向异性、重子声振荡、Ia 型超新星或引力透镜等)。

尽管这些信息对大多数人说来可能并不重要,但了解宇宙演化的进程,有助于我们最终揭开暗物质和暗能量的谜团。

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