科學家終於找到宇宙中一半失蹤的物質藏在哪裡了

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我們認為宇宙是由一般物質(或重子)、暗物質和暗能量製成的。 我們不知道暗物質或暗能量是什麼,而宇宙中的一般物質似乎不見了50%。 長期以來,人們一直懷疑所有這些質子、中子和電子都是居住在星際空間中,而這兩個新研究(在這裡這裡的Arxiv可以看)告訴我們,可能真的是這樣。

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最新的研究表示,不見的物質被組織成從星系到星系之間的細絲。 這些細絲中的氣體很熱,但是它的密度非常低,沒有望遠鏡可以直接觀測到。

幸運的是,這種熱氣體可以在宇宙微波背景輻射(CMB)中留下它的記號,這是宇宙在大爆炸之後釋放的第一道光。 宇宙微波背景輻射的低能量光子在氣體細絲中與高能量電子相撞,偷走了一些能量。 這被稱為蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應(Sunyaev-Zel’dovich effect),稍微改變了宇宙微波背景輻射的樣貌。

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但即使是由歐洲太空總署的普朗克望遠鏡(Planck telescope)進行的宇宙微波背景輻射的最佳觀察,還不足以觀察到單根細絲的影響。 所以這兩個研究團隊必須想出好的方法。 他們選擇了成對的星系,確定連接的細絲將出現在宇宙微波背景輻射地圖中的哪裡,然後把信號堆疊起來。 在法國奧賽太空天體物理研究所(Institute of Space Astrophysics )Hideki Tanimura領導的研究中,該團隊觀察了26萬對星系,而另一個來自愛丁堡大學的Anna de Graaff則觀察了超過一百萬對星系。

兩個團隊都發現,星系之間的距離比預期的要密集。 Tanimura的團隊發現,氣體在星系之間比正常物質的平均密度高三倍。 de Graaff的團隊發現是高六倍。

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Tanimura告訴New Scientist「我們期望有一些差異,因為我們正在看不同距離的細絲,如果這個因素被包括在內,我們的研究結果與另一個團隊非常一致。」

「失蹤的重子問題解決了。」

這個發現將有助於我們改進模擬並更好地調整未來的觀察。 對於現在,我們可以很高興,至少一般物質都被找到了。

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「語音合成由賽微科技提供」

來源: IFLSCIENCE