Forscher haben die bisher größte Karte dunkler Materie erstellt, unsichtbares Material, von dem angenommen wird, dass es 85 Prozent der gesamten Materie des Universums ausmacht.
Während Materie die Raumzeit krümmt, können Astronomen ihre Existenz kartieren, indem sie Licht betrachten, das von fernen Galaxien zur Erde wandert. Wenn das Licht verzerrt wurde, bedeutet dies, dass Materie im Vordergrund ist und das Licht biegt, wenn es auf uns zukommt.
Aber die Forscher fanden auch Hinweise darauf, dass das Universum wie bei früheren Untersuchungen einige Prozent glatter sein könnte als vorhergesagt.
Ein Team unter der Leitung von UCL-Forschern verwendete im Rahmen des internationalen Dark Energy Survey (DES) künstliche Intelligenz, um Bilder von 100 Millionen Galaxien zu analysieren und ihre Form, Lichtpunkte aus etwa 10 Pixeln, zu sehen wenn sie gedehnt wurden.
Die neue Karte, eine Darstellung aller Materie, die im Vordergrund der beobachteten Galaxien entdeckt wurde, deckt ein Viertel des Himmels der südlichen Hemisphäre ab.
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„Der größte Teil der Materie im Universum ist dunkle Materie“, sagte Co-Hauptautor Dr. Niall Jeffrey, UCL-Physiker und Astronomie. „Es ist ein wahres Wunder, einen Großteil der Nacht einen Blick auf diese riesigen, verborgenen Strukturen zu erhaschen Himmel.
„Diese Strukturen werden anhand der verzerrten Formen von Hunderten Millionen entfernter Galaxien mit Fotografien der Dark Energy Camera in Chile sichtbar. In unserer Karte, die hauptsächlich dunkle Materie zeigt, sehen wir ein ähnliches Muster wie bei nur sichtbarer Materie, eine netzartige Struktur mit dichten Materieklumpen, die durch große leere Hohlräume getrennt sind.
„Die Beobachtung dieser kosmischen Strukturen kann uns helfen, grundlegende Fragen über das Universum zu beantworten.“
Seit Jahrzehnten vermuten Astronomen, dass es im Universum mehr Materie gibt, als wir sehen können. Dunkle Materie bleibt wie dunkle Energie mysteriös, aber ihre Existenz wird aus Galaxien abgeleitet, die sich auf unvorhergesehene Weise verhalten. Zum Beispiel kann die Tatsache, dass Galaxien zusammengeballt bleiben und dass sich Galaxien innerhalb von Haufen schneller als erwartet bewegen, nicht durch unsere Gravitationstheorie ohne Dunkle Materie erklärt werden.
„Sichtbare Galaxien bilden sich in den dichtesten Regionen dunkler Materie“, sagte Co-Autor Professor Ofer Lahav, UCL Physik und Astronomie, Vorsitzender des DES UK-Konsortiums. „Wenn wir in den Nachthimmel schauen, sehen wir das Licht der Galaxie, aber nicht das Licht umgebende dunkle Materie, als würde man nachts die Lichter einer Stadt betrachten.
„Indem wir berechnen, wie die Schwerkraft Licht verzerrt, eine Technik, die als Gravitationslinseneffekt bekannt ist, erhalten wir das Gesamtbild, sowohl sichtbare als auch unsichtbare Materie. Dies bringt uns dem Verständnis näher, woraus das Universum besteht und wie es sich entwickelt hat.
„Es zeigt auch die Leistungsfähigkeit von Methoden der künstlichen Intelligenz, um einen der größten Datensätze in der Astronomie zu analysieren.“
Eine neue Analyse der ersten drei Jahre der Untersuchung durch DES-Wissenschaftler deutet darauf hin, dass die Materie im gesamten Universum auf eine Weise verteilt ist, die mit den Vorhersagen des kosmologischen Standardmodells übereinstimmt, dem besten aktuellen Modell des Universums.
Die Karte wird in einem neuen Artikel beschrieben, der in den Monthly Notices Of The Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde .
Im Vereinigten Königreich wurde die Studie vom Science and Technology Facilities Council (STFC) und dem Higher Education Funding Council for England finanziert.
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