Ein internationales Wissenschaftlerteam hat die Gesamtmenge an Materie im Universum erneut gemessen und festgestellt, dass sie 31% der Gesamtmasse und Energie im Universum ausmacht. Die restlichen 69% bestehen aus Dunkler Energie. Von der Materie machen nach Schätzungen der Kosmologen nur rund 20% “normale” Materie aus, also Sterne, Galaxien, Atome und Leben. Die restlichen 80% bestehen aus Dunkler Materie, von der man noch nicht genau weiß, woraus sie besteht (möglicherweise aus bislang unentdeckten subatomaren Partikeln). Das Team verwendete eine bewährte Methode und verglich die beobachtete Anzahl und Masse von Galaxienhaufen mit Vorhersagen aus numerischen Simulationen, um die Gesamtmasse im Universum zu bestimmen. Dabei diente die Anzahl der Galaxien in jedem Haufen als indirekter Hinweis auf dessen Masse, da massereichere Haufen mehr Galaxien enthalten. Indem das Team die Anzahl der Galaxien in den untersuchten Haufen maß, konnte es die Gesamtmasse jedes Haufens abschätzen. Dabei ergab sich, dass 31% der Gesamtmaterie im Universum am besten mit den Beobachtungen übereinstimmte. Dieser Wert stimmt mit Messungen überein, die mit Hilfe der Beobachtungen der kosmischen Hintergrundstrahlung vom Planck-Satelliten durchgeführt wurden. Die Verwendung von Spektroskopie, um die Entfernung zu jedem Haufen genau zu bestimmen und Mitgliedsgalaxien zu identifizieren, ist ein Grund für den Erfolg dieser Untersuchung. Die Ergebnisse zeigen, dass die Methode der Häufigkeit von Galaxienhaufen in der Bestimmung kosmologischer Parameter wettbewerbsfähig ist und andere Methoden wie CMB-Beobachtungen, Baryonische akustische Oszillationen, Typ-Ia-Supernovae und Gravitationslinsen ergänzt.
Einführung
Ein internationales Team von Wissenschaftlern, darunter Forscher der Chiba University, hat kürzlich eine bahnbrechende zweite Messung der Gesamtmasse im Universum vorgenommen. Deren Ergebnisse wurden im Astrophysical Journal veröffentlicht und werfen Licht auf die Zusammensetzung des Universums und geben neue Einblicke in die Natur der Dunklen Materie und Dunklen Energie.
Verständnis der Zusammensetzung des Universums
Zusammenfassung: Kosmologen haben lange danach gesucht, die Zusammensetzung des Universums zu verstehen, das aus Materie und Energie besteht. Die neuesten Messungen zeigen, dass die Materie 31% des Gesamtanteils ausmacht, während die verbleibenden 69% aus Dunkler Energie bestehen.
Materie und Dunkle Energie
Zusammenfassung: Materie ist die greifbare Substanz, aus der Sterne, Galaxien, Atome und das uns bekannte Leben besteht. Dunkle Energie hingegen ist eine mysteriöse Kraft, die für die beschleunigte Expansion des Universums verantwortlich ist.
Baryonische Materie und Dunkle Materie
Zusammenfassung: Innerhalb der Materiekomponente gibt es zwei Kategorien: baryonische Materie und Dunkle Materie. Baryonische Materie besteht aus normaler Materie, die uns vertraut ist, während Dunkle Materie eine rätselhafte Form von Materie ist, die noch nicht vollständig verstanden wurde und aus unentdeckten subatomaren Teilchen bestehen könnte.
Verwendete Methoden zur Messung
Zusammenfassung: Das Team nutzte eine bewährte Technik, bei der beobachtete Galaxienhaufen mit numerischen Simulationen verglichen werden, um die Gesamtmasse im Universum zu bestimmen. Diese Methode nutzt die Anzahl der Galaxien in jedem Haufen als indirekten Hinweis auf die Haufenmasse.
Galaxienhaufen als Indikatoren für Masse
Zusammenfassung: Massivere Galaxienhaufen enthalten eine größere Anzahl von Galaxien. Durch die Messung der Anzahl von Galaxien in einer Stichprobe von Haufen konnte das Team die Gesamtmasse jedes Haufens abschätzen und die Gesamtmenge an Materie im Universum ableiten.
Verbesserte Genauigkeit mit Spektroskopie
Zusammenfassung: Frühere Studien stützten sich auf weniger genaue Bildgebungstechniken zur Identifizierung von Mitgliedsgalaxien. Im Gegensatz dazu wurde bei der aktuellen Forschung Spektroskopie eingesetzt, eine hochpräzise Methode, die den Abstand zu jedem Haufen bestimmt und Mitgliedsgalaxien genau identifiziert. Diese Verbesserung der Genauigkeit hat die Ergebnisse der Studie gestärkt.
Vergleich mit anderen Messungen
Zusammenfassung: Der gemessene Wert von 31% für die Gesamtmasse im Universum stimmt mit Messungen überein, die mit anderen Methoden durchgeführt wurden, wie z.B. Beobachtungen der kosmischen Hintergrundstrahlung (CMB) des Satelliten Planck und anderen kosmologischen Parametern. Diese Übereinstimmung stützt die Genauigkeit der Cluster-Häufigkeits-Technik weiter.
Ergänzende Methoden für kosmologische Parameter
Zusammenfassung: Die Cluster-Häufigkeits-Technik liefert wertvolle Erkenntnisse über kosmologische Parameter und ergänzt andere Messmethoden. Dazu gehören CMB-Beobachtungen, Baryonische akustische Oszillationen, Typ-Ia-Supernovae und Gravitationslinsen. Jede Methode trägt zu unserem Verständnis des Universums aus einer anderen Perspektive bei.
Schlussfolgerung
Zusammenfassung: Die kürzlich erfolgte Messung der Gesamtmasse im Universum, durchgeführt von einem internationalen Team von Wissenschaftlern, hat bedeutende Erkenntnisse über die Zusammensetzung des Universums geliefert. Durch den Einsatz von Galaxienhaufen und Spektroskopietechniken hat das Team die Machbarkeit der Cluster-Häufigkeits-Technik zur genauen Bestimmung kosmologischer Parameter gezeigt. Diese Forschung unterstreicht auch die Bedeutung der Kombination mehrerer Messmethoden, um ein umfassendes Verständnis unseres weitläufigen Universums zu erlangen.
