Een team van Amerikaanse astrofysici heeft een van de meest nauwkeurige metingen ooit gedaan van de totale hoeveelheid materie in het heelal, een lang mysterie van de kosmos.

Het antwoord, gepubliceerd in The Astrofysisch tijdschrift op maandag, is dat materie goed is voor 31,5 procent - geef of neem 1,3 procent - van de totale hoeveelheid materie en energie waaruit het heelal bestaat.

De overige 68,5 procent is donkere energie, een mysterieuze kracht die ervoor zorgt dat de uitdijing van het heelal in de loop van de tijd versnelt, en werd voor het eerst afgeleid door observaties van verre supernova's in de late jaren 1990.

In andere woorden, dit betekent dat de totale hoeveelheid materie in het waarneembare heelal gelijk is aan 66 miljard biljoen keer de massa van onze zon, Mohammed Abdullah, een universiteit van Californië, Riverside-astrofysicus en hoofdauteur van het artikel, vertelde AFP.

Het grootste deel van deze materie - 80 procent - wordt donkere materie genoemd. De aard ervan is nog niet bekend, maar het kan bestaan ​​uit een nog onontdekt subatomair deeltje.

De nieuwste metingen komen goed overeen met waarden die eerder door andere teams zijn gevonden met behulp van verschillende kosmologische technieken, zoals het meten van temperatuurschommelingen in de laagenergetische straling die overblijft na de oerknal.

"Dit is een lang proces geweest in de loop van 100 jaar, waarbij we geleidelijk steeds nauwkeuriger worden, "Gilliaan Wilson, de co-auteur van de studie en een professor bij UCR vertelden AFP.

"Het is gewoon een beetje cool om zo'n fundamentele meting over het heelal te kunnen doen zonder planeet Aarde te verlaten, " voegde ze eraan toe.

Dus hoe weeg je het heelal precies?

Het team heeft een 90 jaar oude techniek aangescherpt waarbij wordt geobserveerd hoe sterrenstelsels in clusters van sterrenstelsels draaien - massieve systemen die duizenden sterrenstelsels bevatten.

Deze waarnemingen vertelden hen hoe sterk de aantrekkingskracht van elke cluster van sterrenstelsels was, waaruit vervolgens de totale massa kon worden berekend.

Het lot van het universum

In feite, legde Wilson uit, hun techniek werd oorspronkelijk ontwikkeld door de baanbrekende astronoom Fritz Zwicky, wie was de eerste persoon die het bestaan ​​van donkere materie in clusters van sterrenstelsels vermoedde, in de jaren dertig.

Hij merkte op dat de gecombineerde zwaartekracht van de sterrenstelsels die hij in het nabije Coma-cluster van sterrenstelsels observeerde, onvoldoende was om te voorkomen dat die sterrenstelsels van elkaar wegvlogen. en realiseerde zich dat er een andere onzichtbare materie in het spel moest zijn.

Het UCR-team, wiens onderzoek geld ontving van de Amerikaanse National Science Foundation en NASA, verfijnde Zwicky's techniek, Ze ontwikkelden een tool die ze GalWeight noemden en die nauwkeuriger bepaalt welke sterrenstelsels tot een bepaalde cluster behoren en welke niet.

Ze pasten hun tool toe op de Sloan Digital Sky Survey, de meest gedetailleerde driedimensionale kaarten van het heelal die momenteel beschikbaar zijn, het meten van de massa van 1, 800 melkwegclusters en het maken van een catalogus.

Eindelijk, ze vergeleken het aantal waargenomen clusters per volume-eenheid in hun catalogus met een reeks computersimulaties, die elk een andere waarde kregen voor de totale materie van het heelal.

Simulaties met te weinig materie hadden te weinig clusters, terwijl degenen met te veel materie te veel clusters hadden.

De "Goldilocks"-waarde die ze vonden, paste precies goed.

Wilson legde uit dat het hebben van een nauwkeurigere meting van de totale hoeveelheid materie in het heelal ons een stap dichter bij het leren van de aard van donkere materie kan brengen, omdat "we weten naar hoeveel materie we moeten zoeken" wanneer wetenschappers deeltjesexperimenten uitvoeren, bijvoorbeeld bij de Large Hadron Collider.

Bovendien, "de totale hoeveelheid donkere materie en donkere energie vertelt ons het lot van het heelal, " voegde ze eraan toe, met de huidige wetenschappelijke consensus dat we op weg zijn naar een "Big Freeze" waar sterrenstelsels steeds verder uit elkaar gaan, en de sterren in die sterrenstelsels raken uiteindelijk zonder brandstof.

© 2020 AFP