Hvad er der i vejen med universet? Forskere har svaret

Et hold amerikanske astrofysikere har lavet en af ​​de mest præcise målinger, der nogensinde er foretaget af den samlede mængde stof i universet, et mangeårigt mysterium om kosmos.

Svaret, udgivet i The Astrofysisk tidsskrift på mandag, er, at stof står for 31,5 procent – ​​giv eller tag 1,3 procent – ​​af den samlede mængde stof og energi, der udgør universet.

De resterende 68,5 procent er mørk energi, en mystisk kraft, der får universets udvidelse til at accelerere over tid, og blev først udledt af observationer af fjerne supernovaer i slutningen af ​​1990'erne.

Sagt på en anden måde, det betyder, at den samlede mængde stof i det observerbare univers svarer til 66 milliarder billioner gange vores sols masse, Mohamed Abdullah, et University of California, Riverside astrofysiker og papirets hovedforfatter, fortalte AFP.

Det meste af dette stof - 80 procent - kaldes mørkt stof. Dens natur er endnu ikke kendt, men den kan bestå af en endnu uopdaget subatomær partikel.

De seneste målinger stemmer godt overens med værdier, der tidligere er fundet af andre hold ved hjælp af forskellige kosmologiske teknikker, såsom måling af temperaturudsving i den lavenergi-stråling, der er tilbage fra Big Bang.

"Dette har været en lang proces i løbet af 100 år, hvor vi gradvist bliver mere og mere præcise, "Gillian Wilson, undersøgelsens medforfatter og en professor ved UCR fortalte AFP.

"Det er bare lidt fedt at være i stand til at foretage en så fundamental måling af universet uden at forlade planeten Jorden, " tilføjede hun.

Så præcis hvordan vejer du universet?

Holdet finpudset en 90 år gammel teknik, der involverer at observere, hvordan galakser kredser inde i galaksehobe - massive systemer, der indeholder tusindvis af galakser.

Disse observationer fortalte dem, hvor stærk hver galaksehobs tyngdekraft var, hvorfra dens samlede masse så kunne beregnes.

Universets skæbne

Faktisk, forklarede Wilson, deres teknik blev oprindeligt udviklet af den banebrydende astronom Fritz Zwicky, hvem var den første person, der havde mistanke om eksistensen af ​​mørkt stof i galaksehobe, i 1930'erne.

Han bemærkede, at den kombinerede gravitationsmasse af de galakser, han observerede i den nærliggende Coma-galaksehob, var utilstrækkelig til at forhindre disse galakser i at flyve væk fra hinanden, og indså, at der måtte være en anden usynlig sag på spil.

UCR-holdet, hvis forskning modtog penge fra US National Science Foundation og NASA, raffineret Zwickys teknik, udvikle et værktøj, de kaldte GalWeight, der bestemmer mere præcist, hvilke galakser der hører til en given hob, og hvilke der ikke gør.

De anvendte deres værktøj til Sloan Digital Sky Survey, de mest detaljerede tredimensionelle kort over universet, der er tilgængelige i øjeblikket, måling af massen af ​​1, 800 galaksehobe og skabe et katalog.

Endelig, de sammenlignede antallet af observerede klynger pr. volumenenhed i deres katalog med en række computersimuleringer, som hver blev fodret med en forskellig værdi for universets samlede stof.

Simuleringer med for lidt stof havde for få klynger, mens dem med for meget stof havde for mange klynger.

"Goldilocks"-værdien, de fandt, passede helt rigtigt.

Wilson forklarede, at det at have et mere præcist mål for den samlede mængde stof i universet kan bringe os et skridt tættere på at lære mørkt stofs natur, fordi "vi ved, hvor meget stof vi skal lede efter", når videnskabsmænd udfører partikelforsøg, for eksempel ved Large Hadron Collider.

Hvad mere er, "den samlede mængde mørkt stof og mørk energi fortæller os universets skæbne, " tilføjede hun, med den nuværende videnskabelige konsensus, at vi er på vej mod et "Big Freeze", hvor galakser bevæger sig længere og længere fra hinanden, og stjernerne i disse galakser løber til sidst tør for brændstof.

© 2020 AFP