宇宙学的一个最高目标是精确地测量宇宙中物质的总量，即使是最精通数学的人也会望而生畏。由加州大学河滨分校的科学家领导的一个小组已经完成了这项工作。

 

据《天体物理学杂志》报道，该研究小组确定，杏耀物质占宇宙物质和能量总量的31%，其余部分由暗能量构成。

 

“把环境中物质的数量,如果宇宙中所有物质均匀分散在空间,将对应于平均质量密度等于只有六个氢原子每立方米,”第一作者穆罕默德•阿卜杜拉说,在加州大学物理系研究生,天文学。“然而，既然我们知道80%的物质实际上是暗物质，实际上， 杏耀主管团队 ，这些物质中的大多数不是由氢原子组成的，而是一种宇宙学家还不了解的物质。”

 

阿卜杜拉解释说，确定宇宙中物质总量的一种被充分证明的技术是，将观测到的每单位体积的星系团的数量和质量与数值模拟的预测进行比较。由于现今的星系团是由在自身引力作用下经过数十亿年坍缩的物质形成的，所以目前观测到的星系团的数量对宇宙条件非常敏感，特别是对物质的总量。

 

“更高比例的物质会导致更多的星团，”阿卜杜拉说。“对我们团队来说，‘金发姑娘’的挑战是测量集群的数量，然后确定哪个答案是‘刚刚好’。”’但是很难准确测量任何星系团的质量，因为大多数物质是黑暗的，所以我们用望远镜是看不到的。”

 

为了克服这一困难，ucr领导的天文学家团队首先开发了“GalWeight”，这是一种宇宙学工具，可以利用星系团成员星系的轨道来测量其质量。然后，研究人员将他们的工具应用于斯隆数字巡天(SDSS)的观测，创建了“GalWCat19”，一个可以公开获取的星系团目录。最后，他们将新目录中的星团数量与模拟数据进行比较，以确定宇宙中物质的总量。

 

“我们已经成功地利用星系团技术进行了最精确的测量，”合著者吉莉安·威尔逊(Gillian Wilson)说，她是UCR的物理学和天文学教授，阿卜杜拉就在她的实验室工作。“此外，这是第一次使用星系轨道技术，该技术获得的值与那些使用非星团技术的团队所获得的值一致，这些非星团技术包括宇宙微波背景各向异性、重子声振动、Ia型超新星或引力透镜。”

 

“使用GalWeight星系轨道技术的一个巨大优势是，杏耀平台我们的团队能够单独确定每个星团的质量，而不是依靠更间接的统计方法，”第三位合著者Anatoly Klypin说，他是数值模拟和宇宙学方面的专家。

 

通过将他们的测量结果与其他使用不同技术的团队的测量结果相结合，ucr领导的团队能够确定一个最佳组合值，得出结论，物质占宇宙中物质和能量总量的31.5±1.3%。