Modelování vesmírů s různým obsahem hmoty. Kredit: Mohamed Abdullah (The National Research Institute of Astronomy and Geophysics, Egypt/Chiba University, Japan).

Jednoduché otázky bývají zrádné. Například kosmologové se již dlouho moří s tím, kolik vlastně existuje ve vesmíru hmoty. Nejnovější revizi podílu hmoty, tedy běžné hmoty společně s temnou hmotou, na celkovém množství hmoty a energii ve vesmíru, provedl mezinárodní výzkumný tým, který vedl Mohamed H. Abdullah z japonské Chiba University.

Mohamed H. Abdullah. Kredit: M. Abdullah.

Určování celkového množství hmoty ve vesmíru není úplně snadné. Většinu z ní tvoří temná hmota, která není vidět, interaguje s okolím prakticky jen prostřednictvím gravitace a vůbec nevíme, co je vlastně zač. Astrofyzici proto musejí množství hmoty ve vesmíru důmyslně a komplikovaně odhadovat. Abdullah s kolegy to ve své studii spočítali na 31 procent. Zbytek, tedy 69 procent vesmíru tvoří temná energie, budeme-li doufat, že existuje.

Badatelé použili již dříve osvědčenou metodu pro odhad celkového množství hmoty ve vesmíru, která je založená na porovnání pozorovaného počtu a hmoty galaktických kup na jednotku objemu vesmíru s předpověďmi ze simulací.

Logo. Kredit: Chiba University.

Vycházeli z toho, že počet kup galaxií (Cluster abundance), které dnes pozorujeme, je velmi těsně spojený s kosmologickými parametry, především právě s celkovým množstvím hmoty ve vesmíru.

Jak potvrzuje Anatoly Klypin z University of Virginia, který se podílel na tomto výzkumu, čím vyšší je ve vesmíru podíl hmoty, tím více kup galaxií by mělo vzniknout. Problém je s měřením hmoty kup galaxií, protože temnou hmotu nemůžeme přímo pozorovat. Vědci využili vztah mezi hmotou kup galaxií a počtem galaxií, které je tvoří (MMR, Mass richness relation). Tento vztah říká, že celkově hmotnější kupy galaxií obsahují více galaxií a naopak.

Abdullahův tým zpracoval data o vybraných kupách galaxií z významného průzkumu oblohy Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Porovnávali pozorování se simulacemi a dospěli k závěru, že si nejlépe odpovídají při zmíněných 31 procentech celkového množství hmoty. Tento výsledek je přitom v moc pěkném souladu se závěry z pozorování reliktního záření (CMB) vesmírnou observatoří Planck, což je zcela nezávislý postup. Je to poprvé, kdy se to při určení množství hmoty ve vesmíru pomocí kup galaxií povedlo.

Literatura

Phys.org 13. 9. 2023.

Astrophysical Journal 955: 26.