Um dos principais objetivos da cosmologia é medir com precisão a quantidade total de matéria no Universo, um exercício complicado e desafiador até para os matemáticos mais proficientes.
Uma equipe liderada por cientistas da Universidade da Califórnia, EUA, fez os cálculos e concluiu que a matéria constitui 31% da quantidade total de matéria e energia no Universo, com o restante consistindo em energia escura. Os resultados foram publicados recentemente na revista científica Astrophysical Journal.
"Para colocar essa quantidade de matéria em contexto, se toda a matéria do Universo fosse espalhada uniformemente pelo espaço, isso corresponderia a uma densidade de massa média igual a apenas cerca de seis átomos de hidrogênio por metro cúbico", afirmou ao portal Phys.org Mohamed Abdullah, autor principal do estudo.
"No entanto, como sabemos que 80% da matéria é, na verdade, matéria escura. Na realidade, a maior parte dessa matéria não consiste em átomos de hidrogênio, mas em um tipo de matéria que os cosmologistas ainda não entendem", acrescenta o pesquisador.
Cientistas medem com precisão a quantidade total de matéria no universo
Medindo a matéria
A técnica mais conhecida para determinar a quantidade total de matéria no Universo é comparar a quantidade e a massa de aglomerados de galáxias por unidade de volume com previsões de simulações numéricas.
Uma vez que os aglomerados de galáxias se formaram a partir de matéria que colapsou ao longo de bilhões de anos sob a própria gravidade, o número de aglomerados observados atualmente é muito sensível às condições cosmológicas e à quantidade total de matéria.
"Uma porcentagem maior de matéria resultaria em mais aglomerados […]. Mas é difícil medir a massa de qualquer aglomerado de galáxias com precisão porque a maior parte da matéria é escura, então não podemos vê-la com telescópios ", explica Abdullah.
Para superar essa dificuldade, a equipe desenvolveu o GalWeight, uma ferramenta cosmológica para medir a massa de um aglomerado de galáxias usando as órbitas de suas galáxias membros.
Os pesquisadores então aplicaram sua ferramenta às observações do Sloan Digital Sky Survey, um projeto que criou um mapa 3D do Universo, para criar um catálogo de aglomerados de galáxias. Finalmente, eles compararam o número de aglomerados em seu novo catálogo com simulações para determinar a quantidade total de matéria no Universo.
"Conseguimos fazer uma das medições mais precisas já feitas usando a técnica do aglomerado de galáxias", comemora Gillian Wilson, coautor do estudo.
"Uma grande vantagem de usar nossa técnica de órbita de galáxia GalWeight foi que nossa equipe foi capaz de determinar uma massa para cada aglomerado individualmente, em vez de confiar em métodos estatísticos mais indiretos", complementa Anatoly Klypin, também coautor da pesquisa.
Dessa forma, a equipe liderada por Abdullah foi capaz de determinar que a matéria representa 31,5 ± 1,3% da quantidade total de matéria e energia no Universo.
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