Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside podjęli się jednego z trudniejszych zadań, które ma ważne znaczenie dla kosmologii. Chodzi o określenie ilości zwykłej materii we Wszechświecie. Korzystając ze specjalnej metody, udało się dokonać precyzyjnego pomiaru.

Jedną z najlepiej sprawdzonych technik określania całkowitej ilości materii we Wszechświecie jest porównanie obserwowanej liczby i masy gromad galaktyk z przewidywaniami z symulacji numerycznych. Dzisiejsze gromady galaktyk powstały z materii, która zapadała się przez miliardy lat pod wpływem własnej grawitacji, dlatego ilość obserwowanych obecnie gromad jest zależna od warunków kosmologicznych, a zwłaszcza od całkowitej ilości materii.

Przy większej ilości materii powstałoby więcej gromad galaktyk. Jednak dokładny pomiar masy dowolnej gromady jest ogromnym wyzwaniem, ponieważ większość materii to ciemna materia, której nie można dostrzec z pomocą teleskopów. Dlatego naukowcy najpierw opracowali narzędzie „GalWeight” do pomiaru masy gromad galaktyk, a następnie zastosowali je do danych z przeglądu nieba Sloan Digital Sky Survey (SDSS) i stworzyli nowy katalog „GalWCat19”. Zawartą w niej liczbę gromad galaktyk porównali z symulacjami, aby określić całkowitą ilość materii we Wszechświecie.

Źródło: UCR/Mohamed Abdullah

Z przeprowadzonych badań wynika, że zwykła materia stanowi 31% całkowitej ilości materii i energii, a pozostała część to ciemna materia i energia. Gdyby cała materia Wszechświata została rozłożona równomiernie w przestrzeni kosmicznej, na jeden metr sześcienny przypadałoby zaledwie około sześć atomów wodoru. Jednak większość materii Wszechświata stanowi tajemnicza ciemna materia, której naukowcy po prostu nie potrafią zrozumieć.

W powyższych badaniach dokonano jednego z najprecyzyjniejszych pomiarów, jakie kiedykolwiek wykonano metodą gromady galaktyk. Wielką zaletą tej techniki była możliwość określenia masy dla każdej gromady indywidualnie. Po połączeniu tego rezultatu z pomiarami innych zespołów badawczych, które stosowały różne techniki, naukowcy określili, że materia stanowi 31,5 ± 1,3% całkowitej ilości materii i energii we Wszechświecie.