Gli astrofisici hanno contato tutta la materia oscura e l’energia oscura nell’universo

Una nuova analisi di oltre 1.500 supernove ha fornito una nuova precisione nelle misurazioni della materia oscura e dell’energia oscura che permeano il nostro universo.

Secondo la ricerca, due terzi (66,2%) dell’universo è costituito da energia oscura e il restante terzo (33,8%) è costituito da materia. Quasi tutta la materia è chiamata “oscura”, il che significa che in realtà non possiamo vederla; Sappiamo che esiste solo perché possiamo misurarne gli effetti gravitazionali. La materia ordinaria che possiamo toccare costituisce meno del 5% dell’universo. L’analisi di gruppo si chiama pantheon + per la pubblicazione Oggi su The Astrophysical Journal.

I risultati hanno implicazioni per le misurazioni degli astrofisici della costante di Hubble, che descrive il tasso di espansione dell’universo. Questo numero è sempre stato un mistero perché cambia drasticamente a seconda che sia misurato su scala locale o cosmica.

“Abbiamo identificato l’energia oscura in modo più accurato che mai in una teoria rivoluzionaria chiamata costante cosmologica, che suggerisce che l’universo si comporta in modi che possono essere spiegati da una semplice teoria”, ha affermato l’astrofisico e membro Dillon Pruitt.centro. Astrofisica | Harvard e Smithsonian e autore principale dell’articolo. “In linea di principio, è fantastico, ma il set di dati stesso porta la pressione di Hubble a un nuovo livello”. Quell’eccitazione in poco tempo.

Tutto nell’universo è materia. materia oscura Questa è una massa non rilevata nell’universo e non possiamo osservarla direttamente, ma è evidente dai suoi effetti gravitazionali. Include filtri per la materia oscura Assi, WIMP e altre particelle subatomiche ; Potrebbe essere una combinazione di questi blocchi teorici o qualcosa di completamente diverso. L’energia oscura (così chiamata perché non sappiamo esattamente cosa sia) sta guidando la rapida espansione dell’universo.

Pantheon+ ha analizzato il tasso di espansione dell’universo utilizzando supernove di tipo Ia, violente esplosioni che segnalano la fine della vita di una stella. Gli astrofisici possono utilizzare l’apparente luminosità e spostamento verso il rosso di queste supernove per calcolare la velocità con cui l’universo si è espanso in diversi periodi della sua esistenza.

Pantheon+ si basa su Pantheon, un’analisi di quasi 1.000 supernove. Il nuovo lavoro è due volte più accurato dei dati originali del Pantheon. Il team ha combinato i risultati del Pantheon+ con le misurazioni della formazione dell’universo e della sua luce primordiale, il fondo cosmico a microonde.

Supernova di tipo Ia È l’evento più luminoso dell’universo e supera intere galassie. Alcune di queste supernove si sono verificate in universi molto distanti, il che significa che sono molto rosse. Quando l’universo si espande, anche la luce che lo attraversa; Quando la luce raggiunge il suolo, appare più rossa (con una lunghezza d’onda maggiore) rispetto a quando è stata emessa.

Il team ha combinato i dati del Pantheon+ con i dati di SH0ES, che utilizza i dati delle supernove per calcolare la costante locale di Hubble o la velocità con cui si sta espandendo l’universo. Presi insieme, i dati hanno prodotto una costante di 45,61 miglia al secondo (73,4 km) per megaparsec. Differisce ancora dalla costante di Hubble, che è stata calcolata utilizzando il fondo cosmico a microonde, la luce più antica dell’universo. Pruitt si riferisce a questa discrepanza tra misurazioni locali e remote come “Stress Hubble.

La nuova scoperta massimizza la sicurezza in caso di stress 5 sigmaE il C’è la possibilità che la discrepanza di lunga data nelle misurazioni standard di Hubble sia solo una coincidenza.

I dati Pantheon + Brut lo descrivono come un universo “tardivo”, il che significa che le supernove sono incluse nell’analisi da circa 10 miliardi di anni fa fino ai giorni nostri. Alcune delle attuali teorie sulla riduzione del divario tra i due numeri di Hubble includono lo studio della fisica primordiale dell’universo utilizzando sorgenti luminose. Vista dal telescopio spaziale Webb .

Fortunatamente, dice Pruitt, ci sono strumenti all’orizzonte che “creeranno onde di marea da supernove che fanno impallidire l’attuale campione Pantheon+”. I punti salienti includono la fotocamera LSST Vera Robin ( Ho visitato il sito web di Gizmodo lo scorso ottobre e completato all’inizio del 2023) e il Rome Nancy Grace Space Telescope della NASA, che dovrebbe essere lanciato a metà del 2020.

Per misurare la costante di Hubble, è utile acquisire dati su una supernova vicina, cioè aspettare che la stella vicina muoia. Se ciò accade, una nuova tecnologia come il telescopio Webb può produrre rapidamente un’immagine a lunghezze d’onda sia infrarosso che vicino infrarosso. Queste misurazioni aiuteranno gli scienziati a capire come la polvere attorno alle supernove può causare errori nei calcoli astrofisici, migliorando così l’accuratezza delle misurazioni standard di Hubble..

Ricerche come questa dovrebbero avvicinarci alla risoluzione definitiva del mistero dell’energia oscura e della materia oscura, anche se non capiamo molto..