Csillagászoknak sikerült pontosan kiszámolni, mennyi anyag van az univerzumban

Nincsen túlélhető és fenntartható jövőnk tudomány nélkül, ahogy nekünk sincsen nélkületek. Támogasd a Qubit munkáját!

A Kaliforniai Egyetem riverside-i campusán dolgozó tudóscsoportok egyike kiszámolta az eddig lehetetlennek tűnő feladványt: mennyi anyag van a kozmoszban. Az Astrophysical Journal folyóiratban a napokban közzétett tanulmányuk szerint az anyag a világegyetem 31 százalékát teszi ki, míg a fennmaradó 69 százalék sötét energia.

Mohamed Abdullah, a Kaliforniai Egyetem fizika és csillagászat tanszékének mesterszakos diákja és a tanulmány első szerzője szerint ha a világegyetemben lévő összes anyagot egyenlően oszlatnánk el a térben, akkor az átlagos anyagsűrűség köbméterenként mindössze körülbelül hat hidrogénatommal lenne egyenlő. „De mivel tudjuk, hogy az anyag 80 százaléka valójában sötét anyag, igazából a világegyetemben lévő anyag nagy része nem hidrogénatomokból áll, hanem olyan típusú anyagból, amelyet még a kozmológusok sem értenek” – jegyezte meg.

Abdullah elmagyarázta, hogy az egyik, bizonyítottan használható módszer az univerzumban található anyag összmennyiségének kiszámítására, ha a galaxishalmazok megfigyelt számát és egységnyi térfogatra eső tömegét összehasonlítják a numerikus szimulációk előrejelzéseivel. Ennek egyik oka, hogy a jelenleg létező galaxishalmazok olyan kozmikus anyagból álltak össze, amely évmilliárdokon keresztül töredezett szét saját gravitációjának súlya alatt, és a halmazok száma nagyon érzékeny az adott kozmológiai feltételekre, különösen az univerzumban lévő, összes anyag mennyiségére. 

Karnyújtásnyira az Androméda galaxisFotó: Nicolas Lefaudeux

Ha az anyag nagyobb százalékban lenne jelen, akkor több galaxishalmazt lehetne észlelni. Ebből indultak ki a kutatók, akiknek így az volt a kihívás, hogyan mérjék meg a galaxishalmazok számát. Abdullah szerint azonban nagyon nehéz bármelyik galaxishalmaz tömegét is pontosan megmérni, mert az anyag legnagyobb része sötét anyag, amit lehetetlen teleszkópokkal detektálni.

Ezért a csillagászok először egy GalWeight nevű kozmológiai eszközt fejlesztettek ki, amely egy galaxishalmaz tagjainak keringési pályája segítségével méri a galaxishalmaz tömegét. Ezután ráeresztették az eszközüket a Sloan digitális égboltfelmérési program (SDSS) megfigyeléseire és létrehozták a GalWCat19-et, galaxishalmazok nyilvánosan hozzáférhető katalógusát. Végül összehasonlították a nyilvántartásba vett galaxisok számát a világegyetemben lévő anyag mennyiségének kiszámítását végző szimulációkkal. Számításaikat más módszereket használó kutatócsoportok számításaival kombinálva a Kaliforniai Egyetem kutatóinak sikerült megállapítaniuk a lehető legjobb összesített értéket, és végül arra jutottak, hogy a világegyetemben plusz-mínusz 1,3 százalékos eltéréssel 31,5 százalékot tesz ki az anyag és az energia mennyisége.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: