宇宙失踪质量的一半被找到,不是暗物质
作者:admin / 2017-10-10 / 浏览次数:
二号站娱乐报道,科学家终于发现星系与星系之间起到连接作用的物质。这次发现意义重大,因为这是我们第一次发现了占宇宙中大约一半的正常物质,而之前对恒星、星系和太空中其他明亮物体的观测存在的疑虑得到了解释。
计算机模拟呈现出一大块“宇宙网”,从这张图中我们可以看到纠缠的丝状物将宇宙的星系连接在一起,而这种纠缠状物就是由重子组成的。
重子是由三夸克组成的亚原子粒子。在现代粒子物理学的标准模型理论中,重子这一名词是指由三个夸克(或者三个反夸克组成反重子)组成的复合粒子。在这理论中它是强子的一类。值得注意的是,因为重子属于复合粒子,所以不是基本粒子。最常见的重子有组成日常物质原子核的质子和中子,与反质子、反中子合称为核子。此前天文学家发现了许多缕高温、呈散射状的“气体”,正是这些“气体”将宇宙的星系连接在一起,但是他们并不知道这些“气体”中有什么物质,而现在的发现解决了天文学家的疑惑。
因为这些呈丝状的“气体”温度虽高还不够高,因此不会释放出太多的能量,所以用X射线望远镜很难观测到这些物质。但是研究人员通过一种被称为“运动学SZ(sunyaev-zel'dovich)效应”的现象证实了这些物质的存在,这种效应描述了从大爆炸中遗留下来的光穿过热气体时状态。
你或许听说过暗物质的搜寻,所谓暗物质,是一种被认为在宇宙中弥漫的神秘物质,而我们可以通过引力来间接观测到这种神秘物质产生的影响。做个形象的解释,比如说根据目前所观察到的,某处有1个单位的普通物质,但是我们这次计算机模拟的宇宙模型却观测到了2个单位的普通物质,因此这多出的一倍“消失的物质”就是研究发现的关键。
两个独立的研究小组发现的“消失的物质”——由称为重子的粒子构成的,并不是暗物质。连接星系的丝状物弥散气体就是由重子组成的。
“失踪的重子问题终于解决了,” 其中一个团队的领导者,法国空间天体物理学研究所Hideki Tanimura说。另一个团队领导者是英国爱丁堡大学的Anna de Graaff。
2015年,普朗克卫星在可观测宇宙微波辐射背景地图。因为星系之间气体如此弥散,他们造成的暗斑点太弱以至于在普朗克地图上不能直接看到。
两个团队都从斯隆数字巡天项目选择了双星系进行研究,双星系被认为是由重子链连接。他们堆叠两星系区域之间的普朗克信号,使得微弱的重子链可探测到。
Tanimura的团队堆叠了260000个双星系数据,Graaff的研究小组使用超过一百万双星系数据。两队发现了确凿的证据证明星系之间的气体细丝。Tanimura的团队发现气体细丝几乎是预测的正常宇宙物质的三倍密度,Graaff的团队发现是六倍正常宇宙物质密度——证实了这些区域的气体足够浓密形成细丝。
双星系
“我们的预计有一些差异,因为我们在不同的距离观测这些细丝,”Tanimura说。“如果考虑这个因素,我们的发现与另一小组非常一致。”
最后发现是重子,这是几十年前模拟验证我们关于宇宙的一些假设就已经预测了的。
“每个人都知道它的存在,但这是第一次有人——两个不同的团队——明确的检测到,”马萨诸塞州哈佛-史密森天体物理学中心的Ralph Kraft说。
“这在很大程度上表明,我们关于星系是如何形成以及宇宙历史的结构形式的许多想法是非常正确的,”他说。
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