物质占宇宙物质和能量总量的31%

送烟激钟

像金发姑娘一样，该团队将测量的星系团数量与数值模拟的预测进行了比较，以确定哪个答案“刚刚好”。鸣谢:Mohamed Abdullah(埃及国家天文学和地球物理学研究所/日本千叶大学)

（）据千叶大学：宇宙学中最有趣也是最重要的问题之一是，“宇宙中存在多少物质？”包括千叶大学科学家在内的一个国际团队，现在已经第二次成功测量出物质总量。在《天体物理学杂志》上发表的报告中，该团队确定物质占宇宙中物质和能量总量的31%，其余由暗能量组成。

“宇宙学家认为，总物质中只有约20%是由常规或‘重子’物质组成的，其中包括恒星、星系、原子和生命，”第一作者Mohamed Abdullah博士解释说，他是日本千叶大学埃及国家天文和地球物理研究所的研究员。大约80%是由暗物质组成的，其神秘的性质尚不清楚，但可能由一些尚未发现的亚原子粒子组成。

阿卜杜拉的前研究生导师、加州大学默塞德分校负责研究、创新和经济发展的副校长吉利恩·威尔逊(Gillian Wilson)说:“研究小组使用了一种经过验证的技术来确定宇宙中的物质总量，即将观察到的单位体积星系团的数量和质量与数值模拟的预测进行比较。”

“目前观察到的星团数量，即所谓的‘星团丰度’，对宇宙条件，尤其是物质总量非常敏感。”

弗吉尼亚大学的Anatoly Klypin说:“宇宙中更高比例的物质将导致更多的星系团形成。”。“但是很难精确测量任何星系团的质量，因为大多数物质都是黑暗的，我们无法用望远镜直接看到它。”

为了克服这个困难，研究小组被迫使用星团质量的间接示踪剂。他们依赖的事实是，较大质量的星团比较小质量的星团包含更多的星系(质量丰富度关系:MRR)。因为星系由发光的恒星组成，每个星系团中的星系数量可以用来间接确定其总质量。

通过测量斯隆数字巡天的样本中每个星团的星系数量，该团队能够估计每个星团的总质量。然后，他们能够将观察到的单位体积星系团的数量和质量与数值模拟的预测进行比较。

观测和模拟之间的最佳匹配是宇宙由31%的总物质组成，这一值与使用普朗克卫星的宇宙微波背景(CMB)观测获得的值非常一致。值得注意的是，CMB是一种完全独立的技术。

千叶大学的Tomoaki Ishiyama说:“我们已经成功地首次使用MRR测量了物质密度，这与普朗克小组使用CMB方法获得的结果非常吻合。”。“这项工作进一步证明，星团丰度是一种约束宇宙学参数的竞争性技术，是对CMB各向异性、重子声学振荡、Ia型超新星或引力透镜等非星团技术的补充。”

该团队将他们的成就归功于第一次成功利用光谱学，这种技术将辐射分离成各个波段或颜色的光谱，以精确确定每个星系团的距离以及与星系团引力相关的真正成员星系，而不是沿着视线的背景或前景入侵者。

以前试图使用MRR技术的研究依赖于更粗糙和更不精确的成像技术，例如使用在某些波长拍摄的天空照片，来确定每个星团和附近星系的距离。

这篇发表在《天体物理学杂志》上的论文不仅证明了MRR技术是确定宇宙学参数的强大工具，还解释了如何将其应用于新的数据集，这些数据集可从大视场、宽视场和深视场成像以及光谱星系巡天中获得，如那些用斯巴鲁望远镜、暗能量巡天、暗能量光谱仪器、欧几里德望远镜、eROSITA望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜进行的巡天。