gov-civil-vilareal.ptHva er det med universet? Omtrent 31%.
>Hvis du vil forstå universet - og vi gjør det - må du forstå hva som er i det. Jeg mener ikke stjerner og planeter og sorte hull og slikt. Vi må være enda bredere.
Hvor mye energi er det i universet? Hvor mye betyr det? Og for å være litt mer spesifikk, hva slags energi og materie?
Vi kaller dette universets masse-/energibudsjett . Som et husholdningsbudsjett, står det (forhåpentligvis) for alt i det, delt på type. Når det gjelder universet, vet vi at det består av - i synkende rekkefølge - mørk energi , mørk materie , og normal sak. Men hvor mye av hver?
En ny studie så på just matter , og kom med et ganske smalt tall: 31,5 ± 1,3% av universet er laget av materie (som igjen innebærer at 68,5% er mørk energi).
Disse tallene er ganske viktige. Hvis universet hadde mindre materie, ville det ekspandere raskere - på en måte bremser stoffets tyngdekraft ekspansjonen.
Masse-/energibudsjettet til universet viser oss at de fleste tingene i kosmos er mørk energi, deretter er det mørkt materie, deretter til slutt det normale stoffet som utgjør gass, støv og stjerner. Kreditt: UCR/Mohamed Abdullah
Dette har også konsekvenser for ting i universet, og ikke bare selve universet. For eksempel hjalp tyngdekraften i det tidlige universet med å klumpe opp materie, siden det ble tiltrukket av seg selv. Det kondensert ut av den varme suppen av ting, danner galakser og klynger av galakser . Hadde saksbudsjettet vært annerledes, ville galakser og klynger se annerledes ut, eller kanskje ikke ha dannet seg i det hele tatt.
Vi skylder vår eksistens disse tallene.
Faktisk var det galaksehoper som det nye arbeidet fokuserte på. Dette er enorme samlinger av hele galakser, hundrevis eller tusenvis av dem, alle holdt sammen av deres gjensidige tyngdekraft. Deres struktur avhenger av stoffets tetthet i universet, så ved å undersøke dem kunne forskerne finne ut den tettheten.
hemmelig liv til kjæledyr 2 lengde
Antall klynger i et gitt volum av universet avhenger av massetettheten (angitt med Ωm), så måling av massene av klynger forteller deg massetettheten til universet. Kreditt: UCR/Mohamed Abdullah
De utviklet en metode for å finne klynger på en så upartisk måte som mulig le. De så på svimlende 700 000 galakser, og undersøkte deretter plasseringene og bevegelsene i rommet for å se om de tilhørte klynger. Fra denne prøven valgte de 756 nærliggende galaksehoper (opptil 1,6 milliarder lysår unna, så 'i nærheten' er relativt) til bruk i analysen.
Så fant de det som kalles klyngemassefunksjonen, som er antall klynger der ute i universet i et gitt volum av plass for en gitt masse av klyngen. Så i en del av universet kan du for eksempel se mange lavmasseklynger, færre mellomvektige og et mindre antall virkelig gigantiske. Denne fordelingen er følsom for stoffets tetthet i universet, og er komplisert av ting som det faktum at tettheten endres over tid etter hvert som universet ekspanderer, samt vanskeligheten med å bestemme massen til klyngen.
Den siste biten er en tøffing. Det er mange måter å estimere massen til en klynge, hvorav mange er statistiske (se på mange klynger for å gjennomsnittlig støye statistikk). Disse introduserer imidlertid andre problemer, noe som gjør dette vanskelig. I dette tilfellet valgte forskerne å bruke det som kalles virialmetoden for å få massen - ettersom galakser beveger seg rundt i en klynge, interagerer de og utveksler energi (raskere trekker på langsommere, for eksempel for å øke hastigheten). Dette avhenger av den totale massen til klyngen, og gir en ganske god måte å få det tallet.
De kjørte deretter tallene for å se hvilken kosmisk massetetthet de trengte for å forklare massefordelingen av klynger, og fikk 31,5% (ved å bruke bare dataene de fikk 31% med en usikkerhet på omtrent 2,3%, men å kombinere resultatene med andre studier fikk det litt mer nøyaktige tallet).
Generelt er dette tallet a litt litt høyere enn de fleste andre metoder (den varierer fra 25–35% avhengig av hvordan du måler den), men ikke alarmerende. De hevder at deres er den mest nøyaktige målingen av dette tallet noensinne er gjort, men jeg lar andre eksperter hash det påstanden.
Den lar deg også beregne gjennomsnittlig tetthet av materie i universet, og det er omtrent 10-2. 3gram per kubikkmeter. Det er teeny. Det tilsvarer omtrent 6 hydrogenatomer per kubikkmeter. Til sammenligning har luft på havnivå omtrent 1200 gram per kubikkmeter, eller omtrent 1025atomer per kubikkmeter - en faktor på omtrent en septillion (eller en million millioner millioner millioner) mer. Plassen er virkelig tom.
Jeg vil også merke til at dette er Total materie, inkludert mørk og 'normal' materie. Sakenes budsjett seg selv i universet er omtrent 5-til-1 mørk til normal materie, så omtrent en 84/16 splittelse. Dette forholdet er imidlertid ikke veldig godt kjent. En idé, forresten, er at mørk materie er laget av aksjoner , som er en teoretisk partikkel med svært lav masse. Hvis det er tilfelle, ville den kubikkmeteren plass ha mer som 1 hydrogenatom i seg og mange mange milliarder aksjoner.
Så der går du. Denne nye studien, hvis den skulle komme ut, er et annet skritt for å få alt dette rettet opp. Hver dag kommer vi litt nærmere å finne ut, vel, universet , og hvorfor vi er her i det hele tatt. Det kan virke litt esoterisk, men se deg rundt. Alt det du ser finnes , og det gjør det på grunn av hvordan universet fungerer. Å se under hetten er en av de kuleste tingene mennesker gjør.
