22ΟΣ ΑΙΩΝΑΣ
30/09/2020 16:20 EEST

Μετρήθηκε με ακρίβεια πόση ύλη υπάρχει στο σύμπαν

Επιστήμονες υπολόγισαν εξετάζοντας δεδομένα από γνωστά συμπλέγματα γαλαξιών.

UCR/Mohamed Abdullah
.

Η ύλη αποτελεί το 31% του συνόλου της ποσότητας ύλης και ενέργειας στο σύμπαν- και το υπόλοιπο είναι σκοτεινή ενέργεια, σύμφωνα με επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια- Ρίβερσαϊντ (UCR).

Όπως εξηγεί ένας εκ των ερευνητών, ο Μοχάμεντ Αμπντουλά, του Τμήματος Φυσικής και Αστρονομίας του πανεπιστημίου, εάν όλη η ύλη που υπάρχει στο σύμπαν είχε κατανεμηθεί εξίσου στον χώρο, τότε η πυκνότητά της θα ήταν απειροελάχιστη- μόλις έξι άτομα υδρογόνου ανά κυβικό μέτρο. «Παρόλα αυτά, εφόσον ξέρουμε ότι το 80% της ύλης είναι σκοτεινή ύλη, στην πραγματικότητα, το μεγαλύτερο μέρος αυτής της ύλης αποτελείται όχι από άτομα υδρογόνου αλλά από ένα είδος ύλης που οι κοσμολόγοι δεν κατανοούν ακόμα» πρόσθεσε ο ίδιος.

Μια τεχνική για να διαπιστωθεί η συνολική ποσότητα ύλης στο σύμπαν είναι μέσω της εξέτασης του αριθμού και της μάζας των συμπλεγμάτων γαλαξιών που έχουν παρατηρηθεί και η σύγκριση με τα δεδομένα και τις προβλέψεις από προσομοιώσεις. Ως παράγοντας, η ποσότητα ύλης επηρεάζει πολύ σημαντικά τον αριθμό των συμπλεγμάτων γαλαξιών που έχουν παρατηρηθεί ως σήμερα- και υψηλότερα ποσοστά ύλης θα είχαν ως αποτέλεσμα περισσότερα συμπλέγματα. Ωστόσο οι υπολογισμοί αυτοί, σχετικά με τη μάζα ενός συμπλέγματος γαλαξία, είναι ιδιαίτερα δύσκολοι, δεδομένου πως το μεγαλύτερο μέρος της ύλης είναι σκοτεινή ύλη, που δεν είναι ορατή μέσω τηλεσκοπίων. Για αυτόν τον σκοπό οι αστρονόμοι ανέπτυξαν ένα ειδικό εργαλείο, το GalWeight, που μετρά τη μάζα ενός συμπλέγματος γαλαξιών χρησιμοποιώντας τις τροχιές των «μελών» του. Το εργαλείο αυτό τέθηκε σε εφαρμογή πάνω σε παρατηρήσεις του SDSS (Sloan Digital Sky Survey), και έτσι δημιουργήθηκε το GalWCat19- ένας κατάλογος συμπλεγμάτων γαλαξιών ανοιχτούς ελεύθερα σε όλους τους ενδιαφερόμενους. Ο αριθμός των συμπλεγμάτων στον νέο κατάλογο συγκρίθηκε με τα δεδομένα από προσομοιώσεις, προκειμένου να διαπιστωθεί η συνολική ποσότητα ύλης στο σύμπαν.

«Καταφέραμε να πραγματοποιήσουμε μια από τις πιο ακριβείς μετρήσεις που έγιναν ποτέ χρησιμοποιώντας την τεχνική των συμπλεγμάτων γαλαξιών» είπε άλλη μια εκ των ερευνητών, η Τζίλιαν Γουΐλσον, καθηγήτρια Φυσικής και Αστρονομίας στο UCR, στο εργαστήριο της οποίας εργάζεται ο Αμπντουλά. «Επιπρόσθετα, αυτή είναι η πρώτη χρήση της τεχνικής γαλαξιακής τροχιάς που έχει αποφέρει μια τιμή η οποία συμφωνεί με αυτές όπου έχουν καταλήξει ομάδες οι οποίες δεν χρησιμοποιούν τεχνικές συμπλεγμάτων» τόνισε. Επίσης, όπως εξηγεί ένας τρίτος ερευνητής, ο Ανατόλι Κλίπιν, πλεονέκτημα της εν λόγω τεχνικής είναι πως η ομάδα ήταν σε θέση να διαπιστώσει μια μάζα για το κάθε σύμπλεγμα μεμονωμένα, αντί να βασίζεται σε πιο έμμεσες, στατιστικές μεθόδους.

Και το τελικό συμπέρασμα: Με βάση τις συγκρίσεις από άλλους επιστήμονες, που χρησιμοποίησαν διαφορετικές τεχνικές, προέκυψε το συμπέρασμα πως η ύλη αποτελεί το 31,5%, με απόκλιση 1,3%, του συνόλου της ύλης και της ενέργειας που υπάρχει στο σύμπαν μας.

Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το National Science Foundation και τη NASA.