物質占宇宙物質和能量總和 31%

宇宙學最有趣重要的問題之一是「宇宙有多少物質？」日本千葉大學科學家等國際團隊第二次成功測量物質總量。《天文物理期刊》新報告，研究小組確定物質占宇宙物質和能量總和 31%，其餘由暗能量組成。

▲ 比較測量星系團數量與數值模擬預測，確定哪個答案「恰到好處」。（Source：The Astrophysical Journal）

第一作者Mohamed Abdullah博士解釋，宇宙學家認為，只約20%總物質是由普通或重子（baryonic）組成，包括恆星、星系、原子和生命。約80%是暗物質構成，暗物質性質神祕尚不清楚成分，但可能由尚未發現的亞原子粒子（subatomic particles）組成。

研究小組使用經充分驗證的技術確定宇宙物質總量，即把觀測到的單位體積星系團數和質量與數值模擬預測結果比較。美國維吉尼亞大學的Anatoly Klypin說：「宇宙物質總量比例越高，就會形成越多星系團。但我們很難準確測量任何星系團質量，因大部分物質都是暗物質，無法直接用望遠鏡看到。」

為了克服困難，研究小組不得不使用間接星系團質量測量法。據質量較大比質量較小星系團含更多星系，即所謂質量豐富度關係（Mass Richness Relation，MRR）。因星系是由發光恆星組成，所以每個星系團星系數量可當成間接確定總質量的方法。

測量史隆數位巡天（Sloan Digital Sky Survey，SDSS）樣本每個星系團星系數，研究小組估計每個星系團總質量，然後比較觀測到的每單位體積星系團數和質量與數值模擬預測。觀測和模擬的最佳匹配是物質占宇宙整體31%，與普朗克衛星的宇宙微波背景（Cosmic Microwave Background，CMB）觀測值非常吻合。CMB是另一種天文研究技術。