更精確地估算宇宙中物質總量的新方法 物質組成僅佔宇宙總量1/3不到

2020-09-29 科普百分百

Abel 2163星系群（來自：ESA / 哈勃 / NASA）

宇宙物質佔比（來自：UCR）

（神秘的地球uux.cn報導）據cnBeta：在近日出版的《天體物理學》期刊上，一支研究團隊介紹了他們用於更精確地估算宇宙中物質總量的新方法。實際上，我們可見、可互動和感受的一切，只構成了宇宙中很小的一部分。通過計算數百個星系團的總質量，新研究發現物質組成僅佔宇宙總量的1/3不到。

長期以來，科學家們認為物質和能量的佔比為三七開（約32% vs 68%），此外常規（重子）物質僅佔宇宙物質總量的5%左右，「暗物質」則佔絕大多數。

不過由加州大學河濱分校（UCR）帶領的一支科學家團隊，已經在一項新計算中對各項權重進行了微調。

新研究指出，物質約佔宇宙總量的31.5%，暗能量則佔餘下的68.5%。作為一種神秘的力量，後者似乎在推動宇宙的加速膨脹。

研究一作Mohamed Abdullah表示：「若將所有物質均勻分布在整個宇宙空間，其平均密度相當於每立方米只有大約六個氫原子。不過由於我們知道80%的物質為暗物質，因此大部分物質並不是由氫原子組成，而是宇宙學家們尚未理解的另一種物質形式」。

為得出研究結論，UCR 團隊開發出了一款名叫GalWeight的新工具，可通過測量單個星系的軌道來計算星系團的質量。然後將之與斯隆數字巡天調查（SDSS）的756個星團數據進行比對，以模擬星系團的形成方式。

這些模擬從不同數量的物質開始，因而研究人員可通過查看哪些模擬條件與觀測值最匹配，就能夠更精確地預估宇宙中最終可能包含的物質 / 總量的佔比。

研究合著者Gillian Wilson補充道：我們已經順利完成了使用星系團技術開展的最精確的一次測量。

雖然只是該技術的首次運用，但最終獲得的價值與其它團隊的方案一致（比如宇宙微博背景輻射的各向異性、重子聲振蕩、Ia型超新星或引力透鏡等）。

儘管這些信息對大多數人說來可能並不重要，但了解宇宙演化的進程，有助於我們最終揭開暗物質和暗能量的謎團。

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