KOSMOLOGIJA

Koliko materije ima u svemiru?

Međunarodni tim, uključujući naučnike s Univerziteta Čiba, sada je uspio da, po drugi put, izmjeri ukupnu količinu materije. Prema pisanju Astrofizičkog žurnala, tim je utvrdio da materija čini 31% ukupne količine materije i energije u svemiru, dok se ostatak sastoji od tamne energije.

"Kosmolozi vjeruju da je samo oko 20% ukupne materije napravljeno od obične ili 'barjonske' materije, što uključuje zvijezde, galaksije, atome i život", objašnjava prvi autor doktor Mohamed Abdulah, istraživač na Nacionalnom istraživačkom institutu za astronomiju i geofiziku u Egiptu I Univerzitetu Čiba u Japanu. "Oko 80% svemira je napravljeno od tamne materije, čija tajanstvena priroda još nije poznata, ali se može sastojati od nekih još neotkrivenih subatomskih čestica."

"Tim je koristio dokazanu tehniku za određivanje ukupne količine materije u svemiru, a to je poređenje posmatranog broja i mase galaksijskih klastera po jedinici zapremine s predviđanjima iz numeričkih simulacija", kaže koautorka fizičarka s Univerziteta Mersed, Džilien Vilson. "Broj klastera posmatranih u današnje vrijeme, takozvano 'klastersko obilje', vrlo je osjetljiv na kosmološke uslove, a posebno na ukupnu količinu materije."

"Veći postotak ukupne materije u svemiru rezultirao bi stvaranjem više klastera", kaže Anatolij Klipin s Univerziteta Virdžinija. "Ali teško je tačno izmjeriti masu bilo kog galaksijskog klastera, jer je većina materije tamna i ne možemo je vidjeti direktno teleskopima," prenosi Sajens Dejli.

Kako bi prevladali tu poteškoću, tim je bio prisiljen da koristi indirektni tragač mase klastera. Oslanjali su se na činjenicu da masivniji grozdovi sadrže više galaksija, nego manje masivne nakupine. Budući da se galaksije sastoje od svijetlećih zvijezda, broj galaksija u svakom klasteru može se koristiti kao način indirektnog određivanja njegove ukupne mase. Mjerenjem broja galaksija u svakom klasteru u njihovom uzorku, tim je uspio procijeniti ukupnu masu svakog od klastera. Tada su mogli uporediti posmatrani broj i masu galaktičkih klastera po jedinici zapremine s predviđanjima iz numeričkih simulacija. Najveća podudarnost je između posmatranja i simulacija sa svemirom koji se sastojao od 31% ukupne materije. Ta se vrijednost izvrsno slagala s onom dobijenom pomoću kosmičkih mikrotalasnih pozadinskih (CMB) posmatranja satelita Plank. Značajno je da je CMB potpuno nezavisna tehnika.

"Uspjeli smo izvršiti prvo mjerenje gustine materije, što je u izvrsnom skladu s onim koje je tim Planka dobio metodom CMB", kaže Tomoaki Išijama s Univerziteta Čiba. "Ovaj rad nadalje pokazuje da je obilje klastera konkurentna tehnika ograničavanja kosmoloških parametara i komplementarna tehnikama koje nijesu klasterske kao što su CMB anizotropije, akustične oscilacije barjona, ili gravitacijsko sočivo."

Tim svoje dostignuće pripisuje uspješnom korišćenju spektroskopije, tehnike koja razdvaja zračenje u spektar pojedinih traka ili boja, kako bi precizno odredio udaljenost do svakog klastera i istinskih galaksija članova, koje su gravitaciono vezane za klaster, a ne za pozadinu ili prednje interlopere duž linije vida. Prethodna istraživanja oslanjala su se na mnogo grublje i manje tačne tehnike snimanja, poput korišćenja slika neba snimljenih na određenim talasnim dužinama, kako bi se odredila udaljenost do svakog klastera i obližnjih galaksija koje su bile pravi članovi.

Preveo i priredio: S. Đurđić