新技術により、宇宙は69％の暗黒エネルギーと31％の物質（ほとんどが暗黒）で構成されていることが確認された

宇宙にはどれくらいの「物」があるのでしょうか？ それを理解するのは簡単だと思うでしょう。 そうではありません。 天文学者は発見できるものを追加しますが、それでも宇宙には彼らが見ている以上のものがあることに気づきます。 では、「そこ」とは何でしょうか?そして、それらはどのように説明されるのでしょうか?

天文学者モハメド・アブドラ氏（エジプト国立天文地球物理研究所および千葉大学（日本））によると、宇宙には暗い部分と目に見える部分の両方が含まれています。 物質は既知の宇宙のわずか 31% を占めています。 残りはダークエネルギーですが、まだほとんど知られていません。 「宇宙学者は、この総物質のうち、恒星、銀河、原子、生命を含む普通物質または『バリオン』物質で構成されているのはわずか約20％であると考えています」と同氏は述べた。 「80％くらい」 [of all matter] それは暗黒物質でできており、その神秘的な性質はまだわかっていませんが、まだ発見されていないいくつかの素粒子で構成されている可能性があります。

銀河群を使用して宇宙の構成を決定する

「宇宙のもの」の最良の測定値は、宇宙の地図を作成したプランク衛星から得られます。 彼は、約 138 億年前のビッグバンから残された放射線である宇宙マイクロ波背景放射を研究しました。 プランクの測定により、天文学者は宇宙の総物質の「黄金律」測定値に到達することができました。 ただし、他の方法を使用してプランクを検証することは常に良い考えです。

アブドラ氏と科学者チームはまさにそれを行いました。 彼らはクラスターの豊富さの関係と呼ばれる別の方法を使用しました。 基本的には、銀河団内の銀河メンバーの数を測定して、銀河団の質量を決定します。 天文学者でチームメンバーのジリアン・ウィルソン氏によると、これは宇宙物質を測定する方法を提供するという。 「現在の銀河団は、自身の重力の影響で数十億年かけて崩壊した物質から形成されているため、現在観測されている銀河団の数、いわゆる『銀河団存在度』は宇宙の状況に非常に敏感です。」 「特に物質の総量。」と述べ、この方法では観測された単位体積当たりの銀河の数と質量を数値シミュレーションによる予測と比較していると指摘した。

銀河団の質量を正確に測定することは難しいため、これは簡単な方法ではありません。 星団の質量の大部分は暗黒物質です。 言い換えれば、セットに含まれているものが必ずしも得られるすべてではありません。 したがって、チームは賢くなる必要がありました。 彼らは、より大規模な銀河団には、それほど大規模ではない銀河よりも多くの銀河が含まれているという事実を利用しました。 すべての銀河には明るい星が含まれているため、各グループの銀河の数を使用して総質量が推定されます。 基本的に、チームはサンプル内の各クラスター内の銀河の数を測定し、その情報を使用して各クラスターの総質量を推定しました。

プランクマッチング

すべての測定とシミュレーションの結果は、宇宙の質量のプランク数とほぼ一致します。 彼らは、宇宙が 31% の物質と 69% の暗黒エネルギーで構成されていることを発見しました。 また、銀河の質量を測定するためにチームが行った他の研究とも一致しているようだ。 結果を得るために、モハメッド氏のチームはクラスターの分光学的研究を使用してそれらの距離を決定することができました。 この観測により、どの銀河が特定のグループに属しているかを知ることもできました。

この作業でもシミュレーションが重要でした。 Sloan Digital Sky Survey による観測により、チームは「GalWeight」と呼ばれる銀河団のカタログを編集することができました。 次に、カタログ内のコレクションをシミュレーションと比較しました。 その結果、質量と豊富さの関係に基づいて宇宙の物質の総量が計算されました。

このテクノロジーは、さまざまな機器から新しい天文データが到着したときに使用できるほど強力です。 ウィルソン氏によると、チームの研究は、MRR テクノロジーが彼らの仕事を超えて拡張されていることを示しています。 「MRR技術は、ダークエネルギー調査、ダークエネルギー分光器、ユークリッド望遠鏡、eROSITA望遠鏡、ジェームズ天文台などの銀河の広視野かつ深度のイメージングや分光調査から利用可能になりつつある新しいデータセットに適用できます。ウェッブ宇宙望遠鏡。」 彼は言った。

この結果は、質量存在量が宇宙論的パラメーターを制約するための競合技術であることも示しています。 グループに焦点を当てていないテクニックも補完します。 これらには、CMB 異方性、バリオン音響振動、Ia 型超新星、または重力レンズが含まれます。 これらはそれぞれ、宇宙のさまざまな特性を測定するための便利なツールでもあります。

詳細については

研究者らは、宇宙の大部分が暗黒エネルギーで構成されていることを示しました。
クラスターと質量の豊富さの関係を使用した宇宙論的パラメーターの制約