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La materia costituisce esattamente il 31,5 ± 1,3% dell’Universo

Pesare l’universo è un compito complicato, ma un team di astronomi ha utilizzato una tecnica intelligente per misurare quanti ammassi di galassie ci sono nel cosmo e da lì è venuta fuori la quantità totale di materia. La risposta: 31,5 ± 1,3% di tutta l’energia dell’universo.

Gli ammassi di galassie sono i più grandi oggetti legati gravitazionalmente nell’universo, in genere ospitano oltre un migliaio di galassie e pesano oltre un quadrilione di volte la massa del sole. La parte “gravitazionalmente legata” è fondamentale, poiché ci sono strutture più grandi come i superammassi che non sono legate insieme dalla loro stessa gravità – si stanno ancora formando (e potrebbero non formarsi mai completamente).

Poiché gli ammassi di galassie sono legati gravitazionalmente, sono stabili. Una volta formati, durano per miliardi di anni. Poiché si sono riuniti quando il nostro cosmo era ancora neonato le loro proprietà sono altamente sensibili agli ingredienti complessivi e all’evoluzione del nostro universo.

universo

Ad esempio, se cambia la quantità di materia presente nell’universo (o la composizione della materia), o la quantità di energia oscura che si trova intorno, cambi la crescita delle strutture nel tempo cosmico e cambiano il numero e le dimensioni complessive dei cluster più grandi.

Sembra semplice: capire gli ingredienti dell’universo, fare astronomia e pesare quanti più ammassi di galassie possibile . Una serie di simulazioni al computer, regolano la quantità di materia (sia della materia oscura che normale) e si confronta con le osservazioni.

Ma le simulazioni al computer ci danno previsioni principalmente sull’evoluzione della materia oscura (che costituisce la maggior parte della materia nell’universo), mentre le osservazioni sono ancorate a ciò che possiamo vedere, come le galassie di un ammasso.

Un team di ricercatori ha sviluppato un nuovo algoritmo che gli consente di isolare gli ammassi di galassie nelle osservazionali, ha quindi determinato quali galassie sono membri degli ammassi e quali sono solo intruse. Utilizzando questa tecnica per identificare 1800 ammassi di galassie nello Sloan Digital Sky Survey, gli astronomi hanno utilizzato i movimenti della galassia per determinare la massa dell’ammasso (maggiore è la velocità media delle galassie membro, più deve essere massiccio l’ammasso, altrimenti si staccherebbe).

Poi, hanno preso i dati delle galassie dell’ammasso, lo hanno confrontato con altri set di dati cosmologici come lo sfondo cosmico a microonde e con le simulazioni al computer.

Il risultato finale è una risposta sorprendentemente nitida: la materia costituisce il 31,5 ± 1,3% di tutta la densità di energia nel cosmo, mentre il resto va all’energia oscura .

È un universo oscuro là fuori, ma possiamo ancora vederlo.

 

Riferimenti e approfondimenti

  1. The Astrophysical Journal Cosmological Constraints on Ωmand σ8 from Cluster Abundances Using the GalWCat19 Optical-spectroscopic SDSS Catalog – Mohamed H. Abdullah1,2Anatoly Klypin, and Gillian Wilson, Published 2020 September 25. Volume 901Number
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La materia costituisce esattamente il 31,5 ± 1,3% dell'Universo
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Pesare l'universo è un compito complicato, ma un team di astronomi ha utilizzato una tecnica intelligente per misurare quanti ammassi di galassie ci sono nel cosmo e da lì è venuta fuori la quantità totale di materia. La risposta: 31,5 ± 1,3% di tutta l'energia dell'universo.
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