科技日報訊 （記者劉霞）宇宙中究竟存在多少物質(zhì)？在一項最新研究中，包括日本千葉大學(xué)科學(xué)家在內(nèi)的一個國際團(tuán)隊開展的測量表明，物質(zhì)占宇宙中物質(zhì)和能量總量的31%，剩下69%是暗能量。相關(guān)論文刊發(fā)于9月13日出版的《天體物理雜志》。
宇宙學(xué)家之前認(rèn)為，約20%的物質(zhì)由普通或“重子”物質(zhì)組成，其中包括恒星、星系、原子和生命，剩下80%由暗物質(zhì)組成。暗物質(zhì)的神秘性質(zhì)至今無人知曉，可能由某些尚未發(fā)現(xiàn)的亞原子粒子組成。普通物質(zhì)、暗物質(zhì)和暗能量分別占宇宙中總質(zhì)量和能量的4%、23%和73%。
宇宙中物質(zhì)總量占比越高，形成的星系團(tuán)就越多，但很難準(zhǔn)確測量星系團(tuán)的質(zhì)量，因為大多數(shù)物質(zhì)都是暗的，無法用望遠(yuǎn)鏡直接觀測到。
團(tuán)隊使用的新研究方法依賴這樣一個事實：大質(zhì)量的星系團(tuán)比小質(zhì)量的星系團(tuán)包含更多星系。由于星系由發(fā)光恒星組成，因此，每個星系團(tuán)中星系的數(shù)量可作為間接確定其總質(zhì)量的一種方式。
在此基礎(chǔ)上，通過測量“斯隆數(shù)字巡天”樣本中每個星系團(tuán)中星系的數(shù)量，他們估算出每個星系團(tuán)的總質(zhì)量，然后將觀測到的每單位體積星系團(tuán)的數(shù)量和質(zhì)量與數(shù)值模擬的預(yù)測值進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，觀測結(jié)果和模擬數(shù)值在物質(zhì)占宇宙中總物質(zhì)和能量31%時最匹配，這一數(shù)值與普朗克衛(wèi)星宇宙微波背景（CMB）觀測值非常一致。
這項研究進(jìn)一步證明，星系團(tuán)豐度也是一種約束宇宙學(xué)參數(shù)的技術(shù)指標(biāo)，與CMB各向異性、重子聲學(xué)振蕩、Ia型超新星或引力透鏡等非星團(tuán)參數(shù)互補。