gov-civil-vilareal.ptQual é o problema com o Universo? Cerca de 31%.
>Se você quer entender o Universo - e nós queremos - você tem que entender o que ele contém. Não me refiro a estrelas e planetas e buracos negros e tal. Precisamos ser ainda mais amplos.
Número de ángel 337
Quanta energia existe no Universo? Quanto importa? E para ser um pouco mais específico, que tipo de energia e matéria?
Nós chamamos isso o balanço de massa / energia do Universo . Como um orçamento doméstico, (espero) é responsável por tudo nele, dividido por tipo. No caso do Universo, sabemos que ele é composto - em ordem decrescente - energia escura , matéria escura , e matéria normal. Mas quanto de cada um?
Um novo estudo olhou apenas para a matéria , e chegou a um número bastante estreito: 31,5 ± 1,3% do Universo é feito de matéria (o que, por sua vez, implica que 68,5% é energia escura).
Esses números são muito importantes. Se o Universo tivesse menos matéria, ele se expandiria mais rapidamente - em certo sentido, a gravidade dessa matéria retarda a expansão.
O orçamento de massa / energia do Universo nos mostra que a maioria das coisas no cosmos é energia escura, depois a matéria escura e, finalmente, a matéria normal que compõe o gás, a poeira e as estrelas. Crédito: UCR / Mohamed Abdullah
Isso também tem implicações para as coisas em o Universo, e não apenas o próprio Universo. Por exemplo, no início do Universo, a gravidade ajudava a aglutinar a matéria, uma vez que era atraída por si mesma. Ele se condensou na sopa quente de coisas, formando galáxias e aglomerados de galáxias . Se o orçamento da matéria fosse diferente, galáxias e aglomerados pareceriam diferentes ou não teriam se formado.
Devemos nossa existência a esses números.
Na verdade, foi nos aglomerados de galáxias que o novo trabalho se concentrou. Essas são coleções imensas de galáxias inteiras, centenas ou milhares delas, todas mantidas juntas por sua gravidade mútua. Sua estrutura depende da densidade da matéria no Universo, portanto, ao examiná-los, os cientistas puderam descobrir essa densidade.
O número de aglomerados em um determinado volume do Universo depende da densidade de massa (denotada por Ωm), portanto, medir as massas dos aglomerados informa a densidade de massa do Universo. Crédito: UCR / Mohamed Abdullah
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Eles desenvolveram um método para encontrar clusters da maneira mais imparcial possível le. Eles olharam para espantosos 700.000 galáxias, então examinaram suas localizações e movimentos no espaço para ver se eles pertenciam a aglomerados. A partir dessa amostra, eles selecionaram 756 aglomerados de galáxias próximas (até cerca de 1,6 bilhão de anos-luz de distância, então 'próximo' é relativo) para usar em sua análise.
Em seguida, eles encontraram o que é chamado de função de massa do cluster, que é o número de clusters lá fora no Universo em um determinado volume de espaço para uma determinada massa do cluster. Portanto, em alguma parte do Universo você pode ver muitos aglomerados de baixa massa, menos aglomerados de peso médio e um número menor de aglomerados realmente gigantescos, por exemplo. Esta distribuição é sensível à densidade da matéria no Universo e é complicada por coisas como o fato de que a densidade muda com o tempo conforme o Universo se expande, bem como a dificuldade em determinar a massa do aglomerado.
Essa última parte é difícil. Existem várias maneiras de estimar a massa de um cluster, muitas das quais são de natureza estatística (examinando muitos clusters para obter a média de estatísticas ruidosas). No entanto, isso introduz outros problemas, tornando isso difícil. Nesse caso, os cientistas optaram por usar o chamado método virial para obter a massa - conforme as galáxias se movem em um aglomerado, elas interagem e trocam energia (as mais rápidas puxam as mais lentas, por exemplo, acelerando-as). Isso depende da massa total do cluster e fornece uma boa maneira de obter esse número.
Eles então executaram os números para ver qual densidade de massa cósmica eles precisavam para explicar a distribuição de massa dos aglomerados e obtiveram 31,5% (usando somente seus dados, eles obtiveram 31% com uma incerteza de cerca de 2,3%, mas combinando seus resultados com outros estudos obtiveram um número um pouco mais preciso).
Em geral, este número é um pouco um pouco mais alto do que a maioria dos outros métodos (varia de 25 a 35%, dependendo de como você o mede), mas não de forma alarmante. Eles afirmam que a medição deles é a mais precisa já feita desse número, mas vou deixar que outros especialistas discutam essa afirmação.
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Também permite calcular a densidade média da matéria no Universo, e é cerca de 10-2. 3gramas por metro cúbico. Isso é pequenininho. É o equivalente a cerca de 6 átomos de hidrogênio por metro cúbico. Para efeito de comparação, ao nível do mar, o ar tem cerca de 1.200 gramas por metro cúbico, ou cerca de 1025átomos por metro cúbico - um fator de cerca de um setilhão (ou um milhão de milhões de milhões) a mais. O espaço está realmente vazio.
Vou notar também que isso é total matéria, incluindo matéria escura e 'normal'. O orçamento da matéria em si no universo é cerca de 5 para 1 escuro para matéria normal, então aproximadamente uma divisão de 84/16. Essa proporção não é muito conhecida, no entanto. Uma ideia, aliás, é que a matéria escura é feita de axions , que são uma partícula teórica com massa muito baixa. Se for esse o caso, então esse metro cúbico de espaço teria mais como 1 átomo de hidrogênio e muitos bilhões de áxions.
Então aí está. Este novo estudo, se der certo, é mais um passo para esclarecer tudo isso. A cada dia ficamos um pouco mais perto de descobrir, bem, o universo , e por que estamos aqui. Pode parecer um pouco esotérico, mas olhe ao seu redor. Tudo o que você vê existe , e isso ocorre devido à forma como o Universo funciona. Olhar sob o capô é uma das coisas mais legais que os humanos fazem.
