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科學家精確計算了宇宙中的物質數量

天文學最重要的目標之一就是準確測量宇宙中的物質總量。 即使對於最高級的數學家來說,這也是一項艱鉅的任務。 加利福尼亞大學河濱分校的一組科學家進行了這種計算。 “天體物理學雜誌” 已發布。 科學家小組發現,已知物質佔宇宙物質和能量總量的31%。 其餘的69%是暗物質和能量。

暗物質

-如果宇宙中所有物質均勻地分佈在太空中,那麼每立方米平均只有六個氫原子,”加州河濱大學的研究主要作者穆罕默德·阿卜杜拉說。 -大多數物質實際上是暗物質。-因此,我們不能真正談論氫原子,而是談論宇宙學家尚未理解的物質,”他說。 暗物質不會發射或反射光,因此很難看到。 但是它們的存在因其引力作用而出賣。 這就是科學家解釋星系旋轉和星系團中星系運動異常的方式。 科學家們仍在努力弄清楚暗物質的本質到底是什麼以及它是由什麼產生的,但是儘管經過了多年的研究,他們還是處於現場。
人們認為宇宙中的暗物質不是重質的。 它可能由尚未發現的亞原子粒子組成。 但是,由於它不像正常物質那樣與光相互作用,因此只能通過引力效應來觀察,除非有比可見物質更多的物質,否則無法解釋。 因此,大多數專家認為,暗物質在宇宙中無處不在,並且對其結構和演化有很大影響。
阿卜杜拉(Abdullah)解釋說,確定宇宙中物質總量的一種很好的技術是將觀察到的星係數量與選定的體積單位和數學模型進行比較。 由於現代星係是由由於重力而變化了數十億年的物質形成的,因此可以預測宇宙中物質的數量。


-更多的物質會產生更多的星團,”阿卜杜拉說。-我們團隊面臨的挑戰是測量星系團的數目以進行進一步的計算。但是,由於大部分物質都是黑暗的,因此很難準確地測量星團的質量。很重要,因此我們無法通過望遠鏡看到它們,”他補充說。

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測量宇宙質量



一個天文學家團隊首先開發了一種測量星系質量的工具。 然後,科學家將其應用於先前從斯隆數字天空調查(SDSS)(一個已知的星系公開目錄)中收集的數據。 最終,他們進行了計算和模擬,以確定宇宙中的物質總量。

-我們成功地進行了此類研究歷史上最精確的測量之一-出版物的共同作者吉利安·威爾遜(Gillian Wilson)教授確信。 -此外,我們使用的方法與其他技術也得到了類似的結果,”她補充說。

-該技術的最大優勢在於,我們可以單獨確定每個聚類的質量,而不必依靠更多的間接統計方法,”數學模擬專家,該研究的合著者Anatoly Klypin說。
由於來自許多團隊使用不同技術的測量結果的結合,科學家們發現我們所知道的問題大約佔31,5%。 (加上負1,3%)在宇宙中的所有物質和能量。 宇宙學家認為,這種物質中只有20%是規則物質,即重子,是由星系,恆星或原子組成的。 其餘的80%是暗物質。