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研究團(tuán)隊(duì)確定,物質(zhì)約占宇宙中物質(zhì)和能量總量的31%。其中大約20%的物質(zhì)是由常規(guī)物質(zhì)——“重子”物質(zhì)構(gòu)成的,這些物質(zhì)包括恒星、星系、原子和生命;而大約80%的物質(zhì)是由暗物質(zhì)構(gòu)成,暗物質(zhì)的神秘性質(zhì)尚不清楚,但可能由一些尚未發(fā)現(xiàn)的亞原子粒子組成。
?圖片來(lái)源:物理學(xué)家組織網(wǎng)
宇宙學(xué)研究領(lǐng)域最重要的目標(biāo)之一是精確測(cè)量宇宙中物質(zhì)的總量。美國(guó)加州大學(xué)河濱分?？茖W(xué)家在最近一期《天體物理學(xué)雜志》上撰文指出,他們借助新方法,對(duì)宇宙中物質(zhì)的總量進(jìn)行了精確測(cè)量,結(jié)果表明,宇宙中物質(zhì)(包括常規(guī)物質(zhì)和暗物質(zhì))約占宇宙總質(zhì)能的31%,“看不見(jiàn)的”暗能量占剩下的約69%。
該論文第一作者穆罕默德·阿卜杜拉解釋說(shuō),一種確定宇宙中物質(zhì)總量的成熟方法是:將觀察到的每單位體積的星團(tuán)的數(shù)量和質(zhì)量與數(shù)學(xué)模擬的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較,我們可以借助目前觀測(cè)到的星團(tuán)數(shù)目來(lái)精確測(cè)量宇宙間的物質(zhì)總量。
他進(jìn)一步解釋說(shuō):“物質(zhì)的比例越高,星團(tuán)的數(shù)量越多。我們現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)包括兩個(gè):精確測(cè)量星團(tuán)的數(shù)量,這一點(diǎn)比較容易解決;精確測(cè)量星團(tuán)的質(zhì)量,這一點(diǎn)很困難,因?yàn)榇蠖鄶?shù)物質(zhì)是無(wú)法用天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的暗物質(zhì)?！?/p>
鑒于此,研究團(tuán)隊(duì)首先開(kāi)發(fā)出一種利用組成星團(tuán)的星系的軌道來(lái)測(cè)量星團(tuán)質(zhì)量的工具,借此分析了“斯隆數(shù)字巡天調(diào)查”望遠(yuǎn)鏡提供的觀測(cè)數(shù)據(jù),創(chuàng)建了公開(kāi)的星團(tuán)目錄GalWCat19。最后,他們將該目錄中的星團(tuán)數(shù)量與模擬結(jié)果進(jìn)行比較,確定出宇宙中物質(zhì)的總量。
研究人員將他們的最新測(cè)量結(jié)果與其他團(tuán)隊(duì)使用其他技術(shù)——如宇宙微波背景各向異性、重子聲波振蕩、Ia型超新星或引力透鏡得到的測(cè)量結(jié)果結(jié)合,得出結(jié)論:物質(zhì)占宇宙物質(zhì)和能量總量的31.5±1.3%,其中約20%的物質(zhì)(恒星、星系、原子和生命等)由通常被稱為“重子”的粒子組成;另外約80%由暗物質(zhì)組成。
論文作者之一吉利安·威爾遜說(shuō):“我們成功利用星團(tuán)技術(shù)進(jìn)行了最精確的測(cè)量之一。這也是星系軌道技術(shù)的首次使用,獲得的結(jié)果與使用其他技術(shù)獲得的結(jié)果一致。而且,使用這一技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)在于能夠獨(dú)立確定每個(gè)星團(tuán)的質(zhì)量,而不用求助于更間接的統(tǒng)計(jì)方法?！?/p>
宇宙其實(shí)很空。若你能在宇宙中開(kāi)展星際航行,很長(zhǎng)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),你都遇不到什么東西。天文觀測(cè)和理論計(jì)算總有差距。我們將那些幾乎不與任何其他粒子發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì),稱作暗物質(zhì);將那股推動(dòng)宇宙擴(kuò)張的神秘能量,叫做暗能量?？茖W(xué)家通過(guò)觀測(cè)和計(jì)算,此前已經(jīng)得出了暗物質(zhì)和暗能量的大概占比。這次,研究團(tuán)隊(duì)用新的測(cè)量工具,得出了更為精確的結(jié)論:物質(zhì)和暗物質(zhì)占宇宙質(zhì)能的三分之一不到。暗能量鄰居,你們?nèi)绱酥?卻又如此神秘,真是一個(gè)深邃悠遠(yuǎn)的謎。(科技日?qǐng)?bào) 記者劉霞)
