Vísindamenn reikna út heildarsumma alls efnis í alheiminum

Plánetur, stjörnur og aðrir kosmískir hlutir samanstanda af efni, sem og frumeindirnar sem eru til jafnvel í okkar eigin líkama. En efni er ekki allt sem samanstendur af alheiminum og á kosmískan mælikvarða er erfitt að ákvarða nákvæmlega hversu mikið er eðlilegt efni og hvað mikið er eitthvað annað.



Í hópi vísindamanna frá Kaliforníuháskóla fullyrðir Riverside að þeir hafi gert nákvæmustu mælingar á magni eðlilegs efnis í alheiminum - og það er bara 31,5 prósent .

Rannsóknir þeirra eru ítarlegar í a rannsókn birt í vikunni í The Astrophysical Journal . Niðurstöðurnar gætu hjálpað vísindamönnum að skilja hvernig alheimurinn þróaðist - og úr hverju restin af honum samanstendur.



Vísindamenn telja að alheimurinn sé samsettur af þremur hlutum: eðlilegt efni, dökkt efni og dökk orka. Venjulegt efni er atómin sem samanstanda af öllum geimhlutum í alheiminum en samt er það minnsta hlutinn af alheiminum.



Stjörnufræðingar telja að um 20% af heildarefninu í alheiminum sé úr eðlilegu efni, sem felur í sér stjörnur, vetrarbrautir, atóm og líf, en um 80% er úr dökku efni .UCR / Mohamed Abdullah

Reyndar er stærsti hluti alheimsins samsettur af myrkri orku. Dökk orka er kennd til að mynda um það bil 70 prósent af alheiminum, en þrátt fyrir gnægð hefur dökk orka aldrei komið fram né mælst beint.

Dökkt efni greinir fyrir restinni af alheiminum. Það er massinn sem vantar sem heldur öllu efni, vetrarbrautum og stjörnum á sínum stað með þyngdarkrafti sínum.



Vegna dularfulls og, ja, dökks eðlis dökkrar orku og dökks efnis, er erfitt að ákvarða nákvæmlega hversu mikið af alheiminum sem þeir gera grein fyrir.

Til að reikna út magn eðlilegs efnis í alheiminum leit teymið á bak við nýju rannsóknina á stærstu mannvirki alheimsins - vetrarbrautaþyrpingar.

Vetrarbrautarþyrpingar samanstanda af hundruðum til þúsundum vetrarbrauta, bundnar saman með þyngdaraflinu. Þeir myndast úr efni sem hefur hrunið á milljarða ára undir þyngd eigin þyngdarafls, þannig að fjöldi þyrpinga sem sést í dag samsvarar heildarmagni efnis í alheiminum.



Hærra hlutfall efnis myndi leiða til fleiri klasa, Mohamed Abdullah , framhaldsnemi við eðlis- og stjörnufræðideild UCR, og aðalhöfundur nýju rannsóknarinnar, sagði í a yfirlýsing . Áskorunin „Goldilocks“ fyrir teymið okkar var að mæla fjölda klasa og ákvarða síðan hvaða svar væri „bara rétt.“

Teymið á bak við nýju rannsóknina bjó til a skrá yfir vetrarbrautaþyrpingar , og líkti fjölda klasa í vörulista þeirra við eftirlíkingar af klösum til að ákvarða heildarmagn venjulegs efnis. Með því reiknuðu þeir út að samanlagða gildi eðlilegs efnis væri 31,5 prósent af heildarmagni efnis og orku í alheiminum.

Eftir eru 68,5 prósent dökk orka , samkvæmt rannsókninni.

Skilningur á myrkri orku skiptir sköpum fyrir skilning okkar á alheiminum. Þessi myrki kraftur er ábyrgur fyrir hröðun stækkunar alheimsins og dregur vetrarbrautir í sundur með sterkum þyngdarkrafti sínum.

Eftir því sem vísindamenn fá betri hugmynd um stækkunarhraða alheimsins munu þeir einnig fá betri innsýn í hvernig alheimurinn þróaðist með tímanum og hvar það allt byrjaði.

Útdráttur: Við leiðum heimsfræðilegar takmarkanir á efnisþéttleika, og styrk sveiflna, með því að nota skrá yfir 1800 vetrarbrautaþyrpingar sem við greindum í Sloan Digital Sky Survey-DR13 litrófsmagnagagnasettinu með GalWeight tækni okkar til að ákvarða aðild að klasa. Með því að greina undirsýni 756 klasa á rauðvikssviðinu 0,045 ≤ með ≤ 0,125 og veirumassar af M ≥ 0,8 × 1014með meðaltals rauðvik frá með = 0,085, við fáum (kerfisbundið) og (kerfisbundið), með þéttingu eðlis tengsla. Það eru nokkrir einstakir þættir í nálgun okkar: við notum stærsta litrófsskoðunar gagnasettið sem nú er í boði og við skipum aðild með GalWeight tækni, sem við höfum sýnt að er mjög árangursrík til að hámarka samtímis fjölda góðra þyrpingaþyrpinga en lágmarka fjölda af mengandi millilöndum. Ennfremur, frekar en að nota stigstærðartengsl, reiknum við klasamassa hver fyrir sig með því að nota veirumassamatið. Þar sem þyrpingaskrá er með litlum rauðri breytingu, þurfum við ekki að gera neinar forsendur um þróun hvorki í geimfræðilegum breytum né í eiginleikum þyrpinganna sjálfra. Takmarkanir okkar á og eru í samræmi og mjög samkeppnishæfar við þær sem fengnar eru úr gnægð geimskynjanna án klasa eins og geimferðar örbylgjuofns, bakgrunnur baryonic hljóðsveiflu (BAO) og supernovae. Sameiginleg greining á klasagögnum okkar með Planck18 + BAO + Pantheon gefur og.