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宇宙怎尤里小林么了?科学家有答案了

天文学与空间 2022-03-27 00:01:13

作者:Issam Ahmed 欧洲南方天文台发布的一张讲义照片显示了银铃2597星系团的合成图像,描绘了由中央星系中的超大质量黑洞驱动的喷泉状气体流 一组美国天体物理学家对宇宙中的物质总量进行了有史以来最精确的测量,这是宇宙的一个长期之谜

周一发表在《天体物理学杂志》上的答案是物质占31

5%—给或拿1

3%——构成宇宙的物质和能量总量的3%

剩下的68个

5%是暗能量,一种导致宇宙随时间加速膨胀的神秘力量,最早是在20世纪90年代末通过观察遥远的超新星推断出来的

换句话说,这意味着可观测宇宙中的物质总量相当于我们太阳质量的660万亿倍,加州大学河滨分校天体物理学家、该论文的主要作者穆罕默德·阿卜杜拉告诉法新社

这种物质的大部分——80%——被称为暗物质

它的性质尚不清楚,但它可能由一些尚未发现的亚原子粒子组成

最新的测量结果与其他团队先前使用不同的宇宙学技术发现的值非常一致,例如测量大爆炸留下的低能辐射的温度波动

该研究的合著者、UCR大学的教授吉利恩·威尔森告诉法新社说:“这是一个漫长的过程,100年来,我们逐渐变得越来越精确。”

“能够在不离开地球的情况下对宇宙进行如此基本的测量,真是太棒了,”她补充道

那么你到底如何衡量宇宙呢? 该团队磨练了一项有90年历史的技术,包括观察星系如何在星系团——包含数千个星系的大型系统——中运行

这些观察告诉他们每个星系团的引力有多强,由此可以计算出它的总质量

宇宙的命运 事实上,威尔逊解释说,他们的技术最初是由开创性的天文学家弗里茨·兹维基开发的,他是20世纪30年代第一个怀疑星系团中暗物质存在的人

他注意到他在附近的彗发星系团中观察到的星系的组合引力质量不足以阻止这些星系彼此远离,并意识到一定有其他看不见的物质在起作用

UCR团队的研究得到了美国国家科学基金会和美国国家航空航天局的资助,他们改进了兹维奇的技术,开发了一种他们称之为GalWeight的工具,可以更精确地确定哪些星系属于给定的星系团,哪些不属于

他们将他们的工具应用于斯隆数字天空测量,这是目前可用的最详细的宇宙三维地图,测量了1800个星系团的质量,并创建了一个目录

最后,他们将目录中每单位体积观察到的星团数量与一系列计算机模拟进行了比较,每一个模拟都被输入了宇宙总物质的不同值

物质太少的模拟集群太少,而物质太多的模拟集群太多

他们认为合适的“金发女孩”价值

威尔逊解释说,对宇宙中物质总量进行更精确的测量可能会让我们更接近于了解方舟物质的性质,因为当科学家进行粒子实验时,例如在大型强子对撞机上,我们“知道我们应该寻找多少物质”

更重要的是,“暗物质和暗能量的总量告诉我们宇宙的命运,”她补充道,目前的科学共识是我们正走向“大冻结”,星系越来越远离,这些星系中的恒星最终耗尽燃料

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