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)河濱分校科學(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(guān)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(guān)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(guān)測(cè)到的暗物質(zhì)。”
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(guān)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(chēng)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。”(記者 劉霞)
關(guān)鍵詞： 物質(zhì)
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