宇宙的比例：暗能量佔68.5%，物質佔31.5%？

2020-11-12 二三裡資訊重慶

依據科學家最新計算，正常物質和暗物質的總和佔宇宙物質-能量密度的31.5%，剩餘的暗能量佔68.5%。

構成宇宙的物質是難以衡量的，我們知道宇宙中物質-能量密度大部分由暗能量組成，暗能量是一種神秘的未知力量，促使宇宙膨脹。同時，我們知道剩餘的宇宙成分是正常物質。

準確地計算宇宙中暗物質、暗能量以及正常物質的比例很難，但目前研究人員表示，他們已進行了迄今為止最精確的測量，用於確定這些物質的相應比例。

依據他們的計算，正常物質和暗物質的總和佔宇宙物質-能量密度的31.5%，剩餘的暗能量佔68.5%。

如果宇宙中所有物質均勻分散在空間中，平均質量密度僅是每立方米6個氫原子。然而，既然我們知道80%的宇宙物質實際上是暗物質，因此宇宙物質大多數並不是由氫原子構成，而是一種宇宙學家尚未了解的神秘物質。

理解暗能量實際上對於我們分析宇宙是至關重要的，目前我們並不知道暗能量是什麼，暗能量名稱中的「暗」指是該物質非常神秘，它似乎是驅動宇宙膨脹的力量，其速度已被證明很難縮小至某個特定的點。

一旦我們更好地理解暗能量膨脹速率，就能更好地理解整個宇宙的演變過程，因此，一般而言限制暗能量的性質對於理解宇宙學是一項非常重要的任務，有多種方法可以做到這一點。

研究人員採用一種基於物質在星系團中運動方式的方法，星系團是由數萬個星系通過引力結合在一起的。一般來講，星系團是測量宇宙物質的一種好「工具」，這是因為它們是由宇宙生命周期中重力作用下聚集在一起的物質組成，最早形成於138億年前。

在一定空間中觀測的星團數量對於分析宇宙物質非常敏感，這是一種合理的宇宙物質測量方法，但這並非一個簡單的任務。宇宙物質比例較高的區域會形成更多的星系團，重大挑戰是測量星系團數量，之後確定哪個『剛好正確』。但精確測量任何星系團的質量都是很困難的，因為大多數物質是黑暗的，我們無法使用望遠鏡進行觀測。

研究小組使用一種叫做「GalWeight」的技術有助於解決該問題，它利用星系團內部和周圍的星系軌道來確定哪些星系實際屬於現已確定的星系團，而哪些星系不屬於，準確率達到98%以上，這將提供一個更準確的星系團數量統計，反過來這將形成更精確的質量計算。使用GalWeight星系軌道技術的一個顯著優勢是，能單獨確定每個星系團的質量，而不是依靠更間接的統計方法。

研究小組將該技術應用到「斯隆數字巡天計劃」搜集的觀測數據中，並創建了一個星系團目錄，然後將這些星系團與數值模擬星系進行比較，從而計算出宇宙中物質的總量。

研究小組結果顯示宇宙31.5%是物質，68.5%是暗能量，這與其他宇宙物質-能量密度測量結果非常接近。此外，這是首次使用星系軌道技術，該技術獲得的數值與那些使用非星系團技術的團隊所獲得的數值相一致，這些非星系團技術包括：宇宙微波背景各向異性、重子聲波振動、Ia型超新星或者引力透鏡。

研究小組指出，該結果證實GalWeight技術是一項非常有用的工具，可繼續探測和確定宇宙學性質。目前該研究結果發表在《天體物理學雜誌》上。

來源：上遊新聞

來源：重慶二三裡

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