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科学家发布宇宙中所有物质的新地图

发布时间:2023-02-01 13:58:43编辑:愉快的缘分来源:

有时候要知道是什么问题,你必须先找到它。当宇宙开始时,物质被抛向外并逐渐形成我们今天所知道和喜爱的行星、恒星和星系。今天,通过仔细绘制该物质的地图,科学家们可以尝试了解塑造宇宙演化的力量。

科学家发布宇宙中所有物质的新地图

一群科学家,包括芝加哥大学和费米国家加速器实验室的几位科学家,发布了迄今为止对物质在宇宙中的分布方式所做的最精确测量之一。

该分析结合了两个主要的宇宙望远镜调查(暗能量调查和南极望远镜)的数据,涉及150多名研究人员,并作为一组三篇文章于1月31日在PhysicalReviewD上发表。

在其他发现中,分析表明,物质并不像我们根据目前最好的宇宙模型所预期的那样“块状”,这进一步证明我们现有的标准宇宙模型可能缺少某些东西.

冷却和团块

大约130亿年前,大爆炸在一个非常炽热、激烈的瞬间创造了宇宙中的所有物质之后,这些物质一直在向外扩散、冷却并在其过程中结块。科学家们对追踪这件事的路径很感兴趣;通过查看所有问题的最终结果,他们可以尝试重现发生的事情以及必须发挥作用的力量。

第一步是用望远镜收集大量数据。

在这项研究中,科学家们结合了两项截然不同的望远镜调查的数据:暗能量调查和南极望远镜,前者从智利山顶对天空进行了六年多的调查,后者寻找仍在传播的微弱辐射痕迹从宇宙最初的几分钟穿过天空。

结合两种不同的观察天空的方法可以减少结果因其中一种测量形式的错误而被抛弃的可能性。“它的功能就像一个交叉检查,因此它成为一种比你只使用一个或另一个更可靠的测量方法,”该研究的主要作者之一、芝加哥大学天体物理学家ChihwayChang说。

在这两种情况下,分析都着眼于一种称为“引力透镜”的现象。当光在宇宙中传播时,它会在经过具有很大引力的物体(如星系)时略微弯曲。

这种方法同时捕获了常规物质和暗物质——由于常规物质对常规物质的影响,我们只能检测到这种神秘的物质形式——因为常规物质和暗物质都会产生引力。

通过严格分析这两组数据,科学家们可以推断出所有物质在宇宙中的最终位置。这组作者说,与之前的分析相比,它比之前的测量更精确——也就是说,它缩小了这件事最终结果的可能性。

大多数结果与目前公认的最佳宇宙理论完全吻合。

但也有裂缝的迹象——过去其他分析也曾暗示过。

分析合著者和夏威夷大学天体物理学家埃里克巴克斯特(UChicagoPh.D.'14)说:“与我们假设我们的标准宇宙学模型锚定在早期宇宙中所预测的相比,当前宇宙的波动似乎略有减少).

也就是说,如果你制作一个包含所有当前公认的物理定律的模型,然后从宇宙开始时获取读数并通过时间向前推断,结果看起来与我们今天实际测量的略有不同。

具体来说,今天的读数发现宇宙不像模型预测的那样“成块”——聚集在某些区域而不是均匀分布。

科学家说,如果其他研究继续发现相同的结果,这可能意味着我们现有的宇宙模型中缺少某些东西,但结果尚未达到科学家认为铁定的统计水平。这需要进一步研究。

然而,该分析具有里程碑意义,因为它从两个截然不同的望远镜调查中获得了有用的信息。这是天体物理学未来备受期待的策略,因为未来几十年将有更多大型望远镜上线,但实际实施的却很少。

Chang说:“我认为这个练习显示了进行这类分析的挑战和好处。”“当你结合这些观察宇宙的不同角度时,你可以做很多新事情。”

芝加哥大学Kavli副研究员YuukiOmori也是这些论文的主要合著者。