Hầu hết các vật chất trong vũ trụ được tạo thành từ "vật chất tối". Không giống như vật chất baryonic thông thường, bao gồm nguyên tử, sao, thiên hà và sự sống, bản chất của vật chất tối vẫn chưa được biết đến, nhưng có thể bao gồm một số hạt hạ nguyên tử chưa được khám phá.
Các nhà thiên văn đo lường mật độ vật chất là một phần nhỏ của mật độ tới hạn của vũ trụ, một tham số hữu ích được sử dụng làm chuẩn để mô tả hình học của Vũ trụ. Các quan sát theo thời gian đã chỉ ra rằng tổng mật độ "vật chất - năng lượng" của vũ trụ rất, rất gần với mật độ tới hạn này. Gần đây, một nghiên cứu mới được công bố trên The Astrophysical Journal (Tạp chí Vật lý Thiên văn) cho thấy rằng khoảng 31,5% giá trị đó là do vật chất.
 |
| Tỷ lệ của mật độ vật chất-năng lượng của Vũ trụ. UCR / Mohamed Abdullah |
"Đặt lượng vật chất đó trong bối cảnh nếu tất cả vật chất trong vũ trụ được trải đều trong không gian, nó sẽ tương ứng với mật độ khối lượng trung bình chỉ bằng khoảng sáu nguyên tử hydro trên một mét khối. Tuy nhiên, vì chúng ta biết 80% vật chất thực sự là vật chất tối, nên trên thực tế, phần lớn vật chất này không bao gồm các nguyên tử hydro mà là một loại vật chất mà các nhà vũ trụ học vẫn chưa hiểu được", tác giả chính Mohamed Abdullah, một nghiên cứu sinh tại Đại học UC Riverside, cho biết trong một tuyên bố.
Việc ước tính lượng vật chất trong Vũ trụ không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, vì vậy nhóm nghiên cứu đã phải rất sáng tạo. Số lượng cụm thiên hà trong vũ trụ cục bộ phụ thuộc vào tổng lượng vật chất. Nếu có nhiều vật chất hơn, sẽ có nhiều cụm hơn. Thách thức sau đó là đo lường mức độ rộng lớn của các cụm thiên hà đó và tìm tổng số lượng.
"Thách thức đối với nhóm nghiên cứu của chúng tôi là đo số lượng cụm thiên hà và sau đó xác định câu trả lời thật chính xác. Nhưng rất khó để đo khối lượng của bất kỳ cụm thiên hà nào một cách chính xác vì phần lớn vật chất là vật chất tối nên chúng tôi không thể nhìn quan sát nó bằng kính thiên văn."
Nhóm nghiên cứu đã phát triển một công cụ vũ trụ học gọi là GalWeight, sử dụng chuyển động của các thiên hà theo từng cụm để tìm tổng khối lượng. Những giá trị đó sau đó được nhập vào một mô phỏng vũ trụ học mà từ đó nhóm có thể đưa ra ước tính cuối cùng.
"Chúng tôi đã thành công trong việc tạo ra một trong những phép đo chính xác nhất từng được thực hiện bằng kỹ thuật cụm thiên hà", đồng tác giả Gillian Wilson, giáo sư vật lý và thiên văn học tại UCR, nơi có phòng thí nghiệm mà nghiên cứu sinh Abdullah làm việc, giải thích. "Hơn nữa, đây là lần đầu tiên chúng ta sử dụng kỹ thuật quỹ đạo thiên hà đã thu được giá trị phù hợp với giá trị thu được của các nhóm đã sử dụng kỹ thuật khác như: dị hướng nền vi sóng vũ trụ, dao động baryon, siêu tân tinh Loại Ia, hoặc thấu kính hấp dẫn."
Nhóm nghiên cứu hiện đang trong quá trình áp dụng kỹ thuật GalWeight của họ cho hàng nghìn cụm thiên hà. Họ cũng có kế hoạch công khai mã nguồn của họ. Công trình của họ được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia (NSA) và NASA, và bài báo đã được xuất bản trên Tạp chí Vật lý Thiên văn.
0 Nhận xét