宇宙中物质占总质能约31% “看不见的”暗能量占69%

发布时间:2020-09-30 08:19:37
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来源:科技日报
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宇宙学研究领域最重要的目标之一是精确测量宇宙中物质的总量。美国加州大学河滨分校科学家在最近一期《天体物理学杂志》上撰文指出,他们借助新方法,对宇宙中物质的总量进行了精确测量,结果表明,宇宙中物质(包括常规物质和暗物质)占宇宙总质能的约31%,“看不见的”暗能量占剩下的约69%。

研究团队确定,物质约占宇宙中物质和能量总量的31%。其中大约20%的物质是由常规物质——“重子”物质构成的,这些物质包括恒星、星系、原子和生命;而大约80%的物质是由暗物质构成,暗物质的神秘性质尚不清楚,但可能由一些尚未发现的亚原子粒子组成。        图片来源:物理学家组织网

该论文第一作者穆罕默德·阿卜杜拉解释说,一种确定宇宙中物质总量的成熟方法是:将观察到的每单位体积的星团的数量和质量与数学模拟的预测结果进行比较,我们可以借助目前观测到的星团数目来精确测量宇宙间的物质总量。

他进一步解释说:“物质的比例越高,星团的数量越多。我们现在面临的挑战包括两个:精确测量星团的数量,这一点比较容易解决;精确测量星团的质量,这一点很困难,因为大多数物质是无法用天文望远镜观测到的暗物质。”

鉴于此,研究团队首先开发出一种利用组成星团的星系的轨道来测量星团质量的工具,借此分析了“斯隆数字巡天调查”望远镜提供的观测数据,创建了公开的星团目录GalWCat19。最后,他们将该目录中的星团数量与模拟结果进行比较,确定出宇宙中物质的总量。

研究人员将他们的最新测量结果与其他团队使用其他技术——如宇宙微波背景各向异性、重子声波振荡、Ia型超新星、或引力透镜得到的测量结果结合,得出结论:物质占宇宙物质和能量总量的31.5±1.3%,其中约20%的物质(恒星、星系、原子和生命等)由通常被称为“重子”的粒子组成;另外约80%由暗物质组成。

论文作者之一吉利安·威尔逊说:“我们成功利用星团技术进行了最精确的测量之一。这也是星系轨道技术的首次使用,获得的结果与使用其他技术获得的结果一致。而且,使用这一技术的巨大优势在于能够独立确定每个星团的质量,而不用求助于更间接的统计方法 。”

总编辑圈点:

宇宙其实很空。若你能在宇宙中开展星际航行,很长很长时间内,你都遇不到什么东西。天文观测和理论计算总有差距。我们将那些几乎不与任何其他粒子发生反应的物质,称作暗物质;将那股推动宇宙扩张的神秘能量,叫做暗能量。科学家通过观测和计算,此前已经得出了暗物质和暗能量的大概占比。这次,研究团队用新的测量工具,得出了更为精确的结论:物质和暗物质占宇宙质能的三分之一不到。暗能量邻居,你们如此之多,却又如此神秘,真是一个深邃悠远的谜。

   原标题:宇宙中物质占总质能约31% “看不见的”暗能量占69%

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