Nyt lys på baryonisk stof og tyngdekraft på kosmiske skalaer

Forskere vurderer, at mørkt stof og mørk energi tilsammen udgør omkring 95 % af tyngdekraften i universet, mens de resterende 5 % er baryonisk stof. hvilket er det "normale" stof, der sammensætter stjerner, planeter og levende væsener. Imidlertid, i årtier, næsten halvdelen af ​​denne sag er ikke fundet. Nu, bruge en ny teknik, et hold inklusive forskere fra Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) har vist, at dette "manglende" baryoniske stof fylder rummet mellem galakser som varmt, gas med lav densitet. Samme teknik giver også et nyt værktøj, der viser, at den gravitationelle tiltrækning, som galakser oplever, er forenelig med teorien om almen relativitet. Denne forskning er offentliggjort i dag i tre artikler i tidsskriftet Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

Ved udformningen af ​​denne nye teknik, forskerne analyserede forskydninger i det elektromagnetiske spektrum mod rødt, mens galakser suser væk fra os. I universet, de kilder, der bevæger sig væk, viser et rødere spektrum, og dem, der nærmer sig, skifter mod blåt. Denne effekt giver vigtige data for moderne kosmologi. For næsten et århundrede siden, Edwin Hubble opdagede, at galaksernes rødforskydninger er højere, jo længere væk de er, og dette var det første bevis, som til sidst førte til Big Bang-modellen af ​​universet. Siden da er disse rødforskydninger blevet brugt til at finde afstandene til galakserne og til at bygge tredimensionelle kort over deres fordeling i universet.

I det arbejde, vi rapporterer her, er der udviklet en ny metode, som studerer statistikken over galaksernes rødforskydninger, uden at konvertere dem til afstande. I deres første artikel, holdet viser, at disse kort er følsomme over for tyngdekraftens tiltrækning mellem galakser på kosmologiske skalaer. I en anden artikel, det samme hold sammenlignede kortene med observationer af den kosmiske mikrobølgebaggrund, skabe den første komplette folketælling af baryonisk stof over 90% af universets liv.

"Det meste af dette almindelige stof er usynligt for os, fordi det ikke er varmt nok til at udsende energi. ved at bruge kort over galaksernes rødforskydninger, vi opdager, at alt dette stof fylder rummet mellem dem, " forklarer Jonás Chaves-Montero, en forsker ved Donostia International Physics Center (DIPC) og førsteforfatter til denne artikel.

Endelig, som rapporteret i en tredje artikel, forskerne brugte også rødforskydningskortene over galakser til at studere tyngdekraftens natur. "I modsætning til tidligere tilgange, vores nye metode er ikke baseret på nogen konvertering af rødforskydning til afstand, og det er vist robust over for støj og dataurenheder. Takket være det, det giver os mulighed for med høj nøjagtighed at konkludere, at observationerne er kompatible med Einsteins tyngdekraftsteori, " siger Carlos Hernández-Monteagudo, en IAC-forsker, som er den første forfatter på denne tredje artikel.