Trong nhiều thập kỷ, mô hình vũ trụ chiếm ưu thế được các nhà khoa học sử dụng đã dựa trên lý thuyết rằng ngoài vật chất baryonic - aka. Vật chất bình thường và vật phẩm dạ quang, mà chúng ta có thể thấy - Vũ trụ cũng chứa một khối lượng đáng kể khối lượng vô hình. Cái Dark Dark Matter này chiếm khoảng 26,8% khối lượng của Vũ trụ, trong khi vật chất bình thường chỉ chiếm 4,9%.
Trong khi việc tìm kiếm Dark Matter đang diễn ra và bằng chứng trực tiếp vẫn chưa được tìm thấy, các nhà khoa học cũng đã nhận ra rằng khoảng 90% vật chất bình thường của Vũ trụ vẫn không bị phát hiện. Theo hai nghiên cứu mới được công bố gần đây, phần lớn vật chất bình thường này - bao gồm các sợi khí nóng, khuếch tán liên kết các thiên hà với nhau - cuối cùng có thể đã được tìm thấy.
Nghiên cứu đầu tiên, có tên là Tìm kiếm các sợi khí ấm / nóng giữa các cặp thiên hà đỏ rực SDSS, xuất hiện trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Hideki Tanimura, một ứng cử viên tiến sĩ tại Đại học British Columbia, và bao gồm các nhà nghiên cứu từ Viện Nghiên cứu Tiên tiến Canada (CIFAR), Đại học Liverpool John Moores và Đại học KwaZulu-Natal.
Nghiên cứu thứ hai, xuất hiện gần đây trên mạng, có tựa đề là Miss Baryons trong mạng vũ trụ được tiết lộ bởi Sunyaev-Zel hèdovich Effect Hiệu. Đội ngũ này bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Edinburgh và được dẫn dắt Anna de Graaff, một sinh viên đại học của Viện Thiên văn học tại Đài thiên văn Hoàng gia Edinburgh. Hoạt động độc lập với nhau, hai đội này đã giải quyết một vấn đề về sự thiếu sót của Universe Universe.
Dựa trên các mô phỏng vũ trụ học, lý thuyết chiếm ưu thế là vật chất bình thường chưa được phát hiện trước đó của Vũ trụ bao gồm các dải vật chất baryonic - tức là proton, neutron và electron - đang trôi nổi giữa các thiên hà. Các khu vực này là những gì được gọi là Web Cosmic Web, nơi khí mật độ thấp tồn tại ở nhiệt độ 105 đến 107 K (-168 t0 -166 ° C; -270 đến 266 ° F).
Vì lợi ích của nghiên cứu, cả hai nhóm đã tham khảo dữ liệu từ Cộng tác Planck, một liên doanh được duy trì bởi Cơ quan Vũ trụ châu Âu bao gồm tất cả những người đóng góp cho Planck nhiệm vụ (ESA). Điều này đã được trình bày vào năm 2015, nơi nó được sử dụng để tạo ra bản đồ nhiệt của Vũ trụ bằng cách đo ảnh hưởng của hiệu ứng Sunyaev - Zeldovich (SZ).
Hiệu ứng này đề cập đến một biến dạng quang phổ trong Nền vi sóng vũ trụ, nơi các photon bị tán xạ bởi khí ion hóa trong các thiên hà và các cấu trúc lớn hơn. Trong nhiệm vụ nghiên cứu vũ trụ, Planck vệ tinh đã đo độ méo quang phổ của các photon CMB với độ nhạy lớn và bản đồ nhiệt thu được đã được sử dụng để lập biểu đồ cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ.
Tuy nhiên, các sợi tơ giữa các thiên hà dường như quá mờ nhạt để các nhà khoa học kiểm tra vào thời điểm đó. Để khắc phục điều này, hai nhóm đã tham khảo dữ liệu từ các danh mục thiên hà CMASS Bắc và Nam, được sản xuất từ bản phát hành dữ liệu thứ 12 của Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan (SDSS). Từ tập dữ liệu này, sau đó họ chọn các cặp thiên hà và tập trung vào khoảng trống giữa chúng.
Sau đó, họ xếp chồng dữ liệu nhiệt thu được bởi Planck cho các khu vực này chồng lên nhau để tăng cường các tín hiệu gây ra bởi hiệu ứng SZ giữa các thiên hà. Như Tiến sĩ Hideki đã nói với Tạp chí Không gian qua email:
Một cuộc khảo sát thiên hà SDSS cho thấy hình dạng cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ. Quan sát Planck cung cấp bản đồ áp suất khí trên bầu trời với độ nhạy tốt hơn. Chúng tôi kết hợp những dữ liệu này để thăm dò khí có mật độ thấp trong mạng vũ trụ.
Trong khi Tanimura và nhóm của mình xếp chồng dữ liệu từ 260.000 cặp thiên hà, de Graaff và nhóm của cô đã xếp chồng dữ liệu từ hơn một triệu. Cuối cùng, hai đội đã đưa ra bằng chứng mạnh mẽ về các sợi khí, mặc dù các phép đo của họ có phần khác nhau. Trong khi nhóm Tanimura, nhận thấy mật độ của các sợi này gấp khoảng ba lần mật độ trung bình trong khoảng trống xung quanh, de Graaf và nhóm của cô phát hiện ra rằng chúng có mật độ trung bình gấp sáu lần.
Hideki Chúng tôi phát hiện khí có mật độ thấp trong web vũ trụ theo phương pháp xếp chồng, theo Hideki. Các đội khác sử dụng phương pháp gần như tương tự. Kết quả của chúng tôi rất giống nhau. Sự khác biệt chính là chúng ta đang thăm dò một Vũ trụ gần đó, mặt khác, họ đang thăm dò một Vũ trụ tương đối xa hơn.
Khía cạnh đặc biệt này đặc biệt thú vị, ở chỗ nó gợi ý rằng theo thời gian, vật chất baryonic trong Web vũ trụ đã trở nên ít đậm đặc hơn. Giữa hai kết quả này, các nghiên cứu chiếm từ 15 đến 30% tổng hàm lượng baryonic của Vũ trụ. Mặc dù điều đó có nghĩa là vẫn còn một lượng đáng kể vật chất baryonic Hoàn vũ vẫn còn được tìm thấy, tuy nhiên nó vẫn là một phát hiện ấn tượng.
Như Hideki đã giải thích, kết quả của họ không chỉ hỗ trợ cho mô hình vũ trụ hiện tại của Vũ trụ (mô hình CDM Lambda) mà còn vượt xa nó:
Các chi tiết trong vũ trụ của chúng ta vẫn còn là một bí ẩn. Kết quả của chúng tôi làm sáng tỏ nó và cho thấy một bức tranh chính xác hơn về Vũ trụ. Khi mọi người đi ra biển và bắt đầu tạo ra một bản đồ thế giới của chúng ta, nó không được sử dụng cho hầu hết mọi người sau đó, nhưng chúng ta sử dụng bản đồ thế giới bây giờ để đi ra nước ngoài. Theo cùng một cách, bản đồ của toàn bộ vũ trụ có thể không có giá trị bởi vì chúng ta không có công nghệ để đi ra ngoài vũ trụ. Tuy nhiên, nó có thể có giá trị 500 năm sau. Chúng tôi đang trong giai đoạn đầu tiên tạo ra bản đồ của toàn bộ Vũ trụ.
Nó cũng mở ra cơ hội cho các nghiên cứu trong tương lai của Comsic Web, chắc chắn sẽ được hưởng lợi từ việc triển khai các thiết bị thế hệ tiếp theo như Kính thiên văn James Webb, Kính thiên văn vũ trụ Atacama và Thí nghiệm hình ảnh Q / U (QUIET). Với bất kỳ may mắn, họ sẽ có thể phát hiện ra vấn đề còn thiếu. Sau đó, có lẽ cuối cùng chúng ta có thể tham gia vào khối lượng vô hình!
