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新的宇宙物质地图揭示了我们对宇宙的理解可能存在的漏洞

本站发布时间:2023-11-16 15:36:49

这张新地图汇集了两台观测不同类型光的望远镜的数据,揭示了宇宙不像以前的模型预测的那样“结块”;这是一个潜在的迹象,表明连接星系的巨大宇宙网比科学家们想象的要鲜为人知 

根据我们目前的理解,宇宙网是一个由氢气和暗物质铺设的纵横交错的天体高速公路组成的巨大网络。在宇宙大爆炸的混乱余波中形成,网状的卷须从年轻宇宙的翻滚肉汤中形成团块 ;在网状结构的多个分支相交的地方,星系最终形成了。但这张新地图于1月31日以三项独立研究的形式发表在《物理评论D》杂志上,它表明,在宇宙的许多地方,物质不像理论预测的那样聚集在一起,分布得更均匀

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夏威夷大学天体物理学家、合著者埃里克·巴克斯特在一份声明中表示:“当前宇宙的波动似乎比我们假设我们的标准宇宙学模型锚定在早期宇宙时预测的要小一些。” 

旋转宇宙网

根据宇宙学的标准模型,宇宙在大爆炸后开始形成,当时年轻的宇宙中充满了物质和反物质的粒子,它们突然出现,但在接触时却相互湮灭。宇宙的大多数组成部分都以这种方式消失了,但时空结构的快速膨胀,以及一些量子波动,意味着一些原始等离子体在这里和那里幸存下来

重力很快就将这些等离子体袋压缩在自己身上,当物质被挤压得更紧密时,物质就会被加热,以至于以光速一半的速度传播的声波(称为重子声学振荡)从等离子体团向外波纹。这些波纹将尚未被吸引到团块中心的物质推开,在那里它以光环的形式静止。当时,宇宙中的大部分物质以一系列薄膜的形式分布在无数的宇宙空隙周围,就像水槽中的一窝肥皂泡

一旦这种物质,主要是氢和氦,充分冷却,它就会进一步凝结,诞生第一批恒星,而这些恒星又通过核聚变锻造出越来越重的元素

为了弄清宇宙网是如何形成的,研究人员将观测结果与智利暗能量调查相结合;从2013年到2019年,它在近紫外线、可见光和近红外频率下扫描天空;南极望远镜位于南极洲,研究构成宇宙微波背景的微波发射—宇宙中最古老的光

尽管它们观察的是不同波长的光,但这两台望远镜都使用了一种名为引力透镜的技术来绘制物质聚集的地图。当一个大质量物体位于我们的望远镜和它的光源之间时,就会发生引力透镜;来自给定空间的光越是弯曲,该空间中的物质就越多。这使得引力透镜成为追踪正常物质及其神秘表亲暗物质的绝佳工具,尽管暗物质占宇宙的85%,但除了通过引力扭曲光之外,它不会与光相互作用

通过这种方法,研究人员使用了两台望远镜的数据来精确定位物质的位置,并通过将一台望远镜的信息与另一台望远镜进行比较来消除其中的误差

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