Η ακριβής μέτρηση της συνολικής ποσότητας ύλης στο σύμπαν αποτελούσε ανέκαθεν έναν από τους κορυφαίους στόχους της κοσμολογίας- και επιστήμονες στο University of California, Riverside, κατάφεραν να κάνουν ακριβώς αυτό.
Σε σχετική έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Astrophysical Journal οι επιστήμονες διαπιστώνουν πως η ύλη αποτελεί το 31% του συνόλου της ύλης και ενέργειας στο σύμπαν μας, με το υπόλοιπο να αποτελείται από σκοτεινή ενέργεια. Όπως είπε ο Μοχάμεντ Αμπντουλάχ, τελειόφοιτος του UCR Department of Physics and Astronomy και πρώτος συντάκτης της έρευνας, εάν όλη η ύλη του σύμπαντος ήταν κατανεμημένη ισόποσα στο διάστημα, θα αντιστοιχούσε σε μια μέση πυκνότητα μάζας αντίστοιχη σε έξι άτομα υδρογόνου ανά κυβικό μέτρο. «Ωστόσο, εφόσον γνωρίζουμε ότι το 80% της ύλης είναι στην πραγματικότητα σκοτεινή ύλη, το μεγαλύτερο μέρος αυτής της ύλης αποτελείται όχι από άτομα υδρογόνου, αλλά από ένα είδος ύλης που οι κοσμολόγοι δεν κατανοούν ακόμα».
Όπως εξήγησε, μια δοκιμασμένη τεχνική για να διαπιστωθεί η συνολική ποσότητα ύλης στο σύμπαν είναι η σύγκριση του παρατηρηθέντος αριθμού και μάζας συμπλεγμάτων γαλαξιών ανά μονάδα με προβλέψεις από αριθμητικές προσομοιώσεις. Επειδή τα σημερινά συμπλέγματα γαλαξιών έχουν σχηματιστεί από ύλη που κατέρρευσε μέσα σε δισεκατομμύρια χρόνια, κάτω από την ίδια της τη βαρύτητα, ο αριθμός των συμπλεγμάτων που παρατηρούνται σήμερα είναι πολύ «ευαίσθητος» σε κοσμολογικές συνθήκες- και ειδικότερα η συνολική ποσότητα ύλης.
«Υψηλότερο ποσοστό ύλης θα είχε ως αποτέλεσμα περισσότερα συμπλέγματα» είπε ο Αμπντουλάχ. «Η πρόκληση για την ομάδα μας ήταν να μετρήσει τον αριθμό των συμπλεγμάτων και μετά να βρει ποια απάντηση ήταν η σωστή. Αλλά είναι δύσκολο να μετρήσουμε τη μάζα οποιουδήποτε συμπλέγματος με ακρίβεια, επειδή η περισσότερη ύλη είναι σκοτεινή, οπότε δεν μπορούμε να τη δούμε με τηλεσκόπια».
Για τον σκοπό αυτό οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα ειδικό εργαλείο, το «GalWeight», και το χρησιμοποίησαν σε παρατηρήσεις από το Sloan Digital Sky Survey (SDSS) για τη δημιουργία του GalWCat19- ενός δημόσια διαθέσιμου καταλόγου συμπλεγμάτων γαλαξιών. Εν τέλει σύγκριναν τον αριθμό των συμπλεγμάτων στον κατάλογο με προσομοιώσεις για να συμπεράνουν τη συνολική ποσότητα ύλης στο σύμπαν.
Συγκρίνοντας τις μετρήσεις με αυτές άλλων ομάδων, που χρησιμοποιούσαν διαφορετικές τεχνικές, η ομάδα του UCR ήταν σε θέση να υπολογίσει την καλύτερη συνδυαστική τιμή, καταλήγοντας στο συμπέρασμα πως η ύλη αποτελεί το 31.5±1.3% της συνολικής ποσότητας ύλης και ενέργειας στο σύμπαν.
