团队将测量到的星团数量与数值模拟的预测进行比较，以确定物质最佳占比。图片来源：默罕默德·阿卜杜拉/埃及国立天文地球物理研究所/日本千叶大学

宇宙中究竟存在多少物质？在一项最新研究中，包括日本千叶大学科学家在内的一个国际团队开展的测量表明，物质占宇宙中物质和能量总量的31%，剩下69%是暗能量。相关论文刊发于9月13日出版的《天体物理杂志》。

宇宙学家之前认为，约20%的物质由普通或“重子”物质组成，其中包括恒星、星系、原子和生命，剩下80%由暗物质组成。暗物质的神秘性质至今无人知晓，可能由某些尚未发现的亚原子粒子组成。普通物质、暗物质和暗能量分别占宇宙中总质量和能量的4%、23%和73%。

宇宙中物质总量占比越高，形成的星系团就越多，但很难准确测量星系团的质量，因为大多数物质都是暗的，无法用望远镜直接观测到。

团队使用的新研究方法依赖这样一个事实：大质量的星系团比小质量的星系团包含更多星系。由于星系由发光恒星组成，因此，每个星系团中星系的数量可作为间接确定其总质量的一种方式。

在此基础上，通过测量“斯隆数字巡天”样本中每个星系团中星系的数量，他们估算出每个星系团的总质量，然后将观测到的每单位体积星系团的数量和质量与数值模拟的预测值进行比较。结果显示，观测结果和模拟数值在物质占宇宙中总物质和能量31%时最匹配，这一数值与普朗克卫星宇宙微波背景（CMB）观测值非常一致。

这项研究进一步证明，星系团丰度也是一种约束宇宙学参数的技术指标，与CMB各向异性、重子声学振荡、Ia型超新星或引力透镜等非星团参数互补。