宇宙制图师发布了更精确的宇宙物质地图

这是理解我们 130 亿年宇宙的又一步。
Two giant, circular ground telescopes with an overlay of a starry night sky.
科学家们发布了一份关于宇宙所有物质的新调查,数据来自智利暗能量巡天(Dark Energy Survey)和南极望远镜(South Pole Telescope)。Andreas Papadopoulos

当宇宙在大约 130 亿年前诞生时,所有最终形成今天星系、恒星和行星的物质都像颜料从画笔上飞溅出来一样四散飞溅。

现在,一个由 150 多名科学家和研究人员组成的国际团队发布了一些有史以来最精确的测量数据,测量了所有这些物质在宇宙中的分布情况。通过绘制现今物质的地图,科学家们可以尝试理解塑造宇宙演化的那些力量。

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该团队结合了来自暗能量巡天(DES)和南极望远镜的数据,这两个望远镜对当前宇宙进行了两次主要的巡天观测。该分析于 1 月 31 日发表在《物理评论 D》杂志的三篇文章

在分析中,该团队发现物质不像以前认为的那么“成团”,这增加了可能有什么东西缺失的现有宇宙标准模型的证据。

通过追踪这些物质的路径,看看它们最终去了哪里,科学家们可以尝试重现大爆炸期间发生的事情以及这种大规模爆炸所需的力量。

为了创建这张地图,对来自 DES 和南极望远镜的海量数据进行了分析。DES 在智利一座山顶上对夜空进行了六年的观测,而南极望远镜则搜寻宇宙中可以追溯到我们宇宙最初时刻的微弱辐射痕迹。

通过叠加暗能量巡天望远镜(左)和南极望远镜(右)的天空地图,该团队得以组装出一幅物质分布图——这对于理解塑造宇宙的力量至关重要。图片来源:Yuuki Omori

科学家们能够推断出宇宙所有物质的最终去向,并通过严格分析这两组数据,提供了一张更精确的物质分布图。作者们表示:“它比之前的测量更精确——也就是说,与之前的分析相比,它缩小了这些物质最终去向的可能性范围。”作者们说

结合两种不同的观测方法减少了测量误差影响结果的可能性。芝加哥大学的天体物理学家、共同作者 Chihway Chang 在一份声明中说:“它就像一个交叉检查,因此比只使用其中一种方法得到的测量结果更为可靠。”在一份声明中

分析研究了引力透镜效应,当一些穿越宇宙的光线经过像含有大量引力的星系这样的物体时,可能会被轻微弯曲。

普通物质和暗物质都可以通过这种方法被探测到。暗物质是一种看不见的物质形式,构成了宇宙的大部分质量,但它如此神秘,以至于科学家们对它不是什么比它什么更了解。它不发射光,所以不可能是行星或恒星,但也不是一堆黑洞。

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虽然大多数结果与当前公认的最佳宇宙理论完美契合,但也有一些迹象表明该理论存在裂痕。

夏威夷大学的天体物理学家、分析共同作者 Eric Baxter 在一份声明中说:“看起来,当前宇宙的起伏比我们假设以早期宇宙为锚定的标准宇宙学模型所预测的要少一些。”在一份声明中

即使今天的物质模型中缺少了一些东西,该团队也相信,利用两种不同望远镜巡天的数据是天体物理学未来的一种有前景的策略。

Chang 说:“我认为这项工作展示了进行此类分析的挑战和好处。“当我们结合这些不同的观察宇宙的角度时,可以做很多新的事情。”Chang 说

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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