Wetenschappers schatten dat donkere materie en donkere energie samen zo'n 95% van het zwaartekrachtsmateriaal in het universum uitmaken, terwijl de resterende 5% baryonische materie is. wat de "normale" materie is waaruit sterren bestaan, planeten en levende wezens. Echter, al decenia, bijna de helft van deze materie is niet gevonden. Nutsvoorzieningen, een nieuwe techniek gebruiken, een team met onderzoekers van het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) heeft aangetoond dat deze "ontbrekende" baryonische materie de ruimte tussen sterrenstelsels zo heet, gas met een lage dichtheid. Dezelfde techniek levert ook een nieuw instrument op dat aantoont dat de aantrekkingskracht van sterrenstelsels verenigbaar is met de algemene relativiteitstheorie. Dit onderzoek is vandaag gepubliceerd in drie artikelen in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

Bij het ontwerpen van deze nieuwe techniek, de onderzoekers analyseerden verschuivingen in het elektromagnetische spectrum naar rood terwijl sterrenstelsels van ons wegsnellen. In het universum, de wegtrekkende bronnen vertonen een roder spectrum, en degenen die naderen, verschuiven naar blauw. Dit effect levert essentiële gegevens voor de moderne kosmologie. Bijna een eeuw geleden, Edwin Hubble ontdekte dat de roodverschuivingen van sterrenstelsels hoger zijn naarmate ze verder weg zijn. en dit was het eerste bewijs dat uiteindelijk leidde tot het oerknalmodel van het universum. Sindsdien zijn deze roodverschuivingen gebruikt om de afstanden tot de sterrenstelsels te bepalen en om driedimensionale kaarten te maken van hun verspreiding in het heelal.

In het werk dat we hier rapporteren is een nieuwe methode ontwikkeld, die de statistieken van de roodverschuivingen van sterrenstelsels bestudeert, zonder ze om te rekenen naar afstanden. In hun eerste artikel het team laat zien dat deze kaarten gevoelig zijn voor de aantrekkingskracht tussen sterrenstelsels op kosmologische schalen. In een tweede artikel, hetzelfde team vergeleek de kaarten met waarnemingen van de kosmische microgolfachtergrond, het creëren van de eerste volledige telling van de baryonische materie over 90% van het leven van het universum.

"De meeste van deze gewone materie is voor ons onzichtbaar omdat het niet warm genoeg is om energie uit te zenden. door kaarten te gebruiken van de roodverschuivingen van de sterrenstelsels, we ontdekken dat al deze materie de ruimte tussen hen vult, " legt Jonás Chaves-Montero uit, een onderzoeker aan het Donostia International Physics Centre (DIPC) en eerste auteur van dit artikel.

Eindelijk, zoals vermeld in een derde artikel, de onderzoekers gebruikten ook de roodverschuivingskaarten van sterrenstelsels om de aard van de zwaartekracht te bestuderen. “In tegenstelling tot eerdere benaderingen, onze nieuwe methode is niet gebaseerd op enige conversie van roodverschuiving naar afstand, en het is robuust gebleken tegen ruis en gegevensonzuiverheden. Dankzij dat, het stelt ons in staat om met grote nauwkeurigheid te concluderen dat de waarnemingen verenigbaar zijn met de zwaartekrachttheorie van Einstein, " zegt Carlos Hernández-Monteagudo, een IAC-onderzoeker die de eerste auteur is van dit derde artikel.