宇宙學科普:宇宙比例:暗能量占68.5%,物質占31.5%?
來源:新浪科技
發布時間:2020-11-13
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宇宙學科普:宇宙比例:暗能量占68.5%,物質占31.5%?

依據科學家最新計算,正常物質和暗物質的總和占宇宙物質-能量密度的31.5%,剩餘(yu) 的暗能量占68.5%。
依據科學家最新計算,正常物質和暗物質的總和占宇宙物質-能量密度的31.5%,剩餘(yu) 的暗能量占68.5%。

  據國外媒體(ti) 報道,構成宇宙的物質是難以衡量的,我們(men) 知道宇宙中物質-能量密度大部分由暗能量組成,暗能量是一種神秘的未知力量,促使宇宙膨脹。同時,我們(men) 知道剩餘(yu) 的宇宙成分是正常物質。

  準確地計算宇宙中暗物質、暗能量以及正常物質的比例很難,但目前研究人員表示,他們(men) 已進行了迄今為(wei) 止最精確的測量,用於(yu) 確定這些物質的相應比例。

  依據他們(men) 的計算,正常物質和暗物質的總和占宇宙物質-能量密度的31.5%,剩餘(yu) 的暗能量占68.5%。

  美國加州大學天文學家穆罕默德·阿卜杜拉(Mohamed Abdullah)說:“如果宇宙中所有物質均勻分散在空間中,平均質量密度僅(jin) 是每立方米6個(ge) 氫原子。然而,既然我們(men) 知道80%的宇宙物質實際上是暗物質,因此宇宙物質大多數並不是由氫原子構成,而是一種宇宙學家尚未了解的神秘物質。”

  理解暗能量實際上對於(yu) 我們(men) 分析宇宙是至關(guan) 重要的,目前我們(men) 並不知道暗能量是什麽(me) ,暗能量名稱中的“暗”指是該物質非常神秘,它似乎是驅動宇宙膨脹的力量,其速度已被證明很難縮小至某個(ge) 特定的點。

  一旦我們(men) 更好地理解暗能量膨脹速率,就能更好地理解整個(ge) 宇宙的演變過程,因此,一般而言限製暗能量的性質對於(yu) 理解宇宙學是一項非常重要的任務,有多種方法可以做到這一點。

  阿卜杜拉和研究同事采用一種基於(yu) 物質在星係團中運動方式的方法,星係團是由數萬(wan) 個(ge) 星係通過引力結合在一起的。一般來講,星係團是測量宇宙物質的一種好“工具”,這是因為(wei) 它們(men) 是由宇宙生命周期中重力作用下聚集在一起的物質組成,最早形成於(yu) 138億(yi) 年前。

  在一定空間中觀測的星團數量對於(yu) 分析宇宙物質非常敏感,這是一種合理的宇宙物質測量方法,但這並非一個(ge) 簡單的任務。阿卜杜拉說:“宇宙物質比例較高的區域會(hui) 形成更多的星係團,對於(yu) 我們(men) 研究小組而言,重大挑戰是測量星係團數量,之後確定哪個(ge) ‘剛好正確’。但精確測量任何星係團的質量都是很困難的,因為(wei) 大多數物質是黑暗的,我們(men) 無法使用望遠鏡進行觀測。”

  研究小組使用一種叫做“GalWeight”的技術有助於(yu) 解決(jue) 該問題,它利用星係團內(nei) 部和周圍的星係軌道來確定哪些星係實際屬於(yu) 現已確定的星係團,而哪些星係不屬於(yu) ,準確率達到98%以上。他們(men) 指出,這將提供一個(ge) 更準確的星係團數量統計,反過來這將形成更精確的質量計算。

  新墨西哥州立大學天文學家阿納托利·克萊平(Anatoly Klypin)解釋稱,使用我們(men) 的GalWeight星係軌道技術的一個(ge) 顯著優(you) 勢是,我們(men) 的團隊能單獨確定每個(ge) 星係團的質量,而不是依靠更間接的統計方法。

  研究小組將該技術應用到“斯隆數字巡天計劃”搜集的觀測數據中,並創建了一個(ge) 星係團目錄,然後將這些星係團與(yu) 數值模擬星係進行比較,從(cong) 而計算出宇宙中物質的總量。

  研究小組結果顯示宇宙31.5%是物質,68.5%是暗能量,這與(yu) 其他宇宙物質-能量密度測量結果非常接近。加州大學河濱分校天文學家吉莉安·威爾遜(Gillian Wilson)說:“我們(men) 已成功地利用星係團技術進行最精確的測量計算。”

  此外,這是首次使用星係軌道技術,該技術獲得的數值與(yu) 那些使用非星係團技術的團隊所獲得的數值相一致,這些非星係團技術包括:宇宙微波背景各向異性、重子聲波振動、Ia型超新星或者引力透鏡。

  研究小組指出,該結果證實GalWeight技術是一項非常有用的工具,可繼續探測和確定宇宙學性質。目前該研究結果發表在《天體(ti) 物理學雜誌》上。



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