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腾讯新闻
宇宙中充满了我们无法探测到的东西。暗能量和暗物质以其神秘的性质弥补了宇宙真空的大部分地带。但还有一个很普通的物质,我们却无法找到它。在2017年,两个独立的天文学家小组宣布他们发现了这件失踪的物质。
组成普通物质的质子、中子和电子只占宇宙的百分之五(其中包括重子),暗能量和暗物质构成了其余的部分。 天体物理学家通过研究大爆炸的余辉,也就是宇宙微波背景(CMB),就可以知道宇宙形成之初有多少物质存在。而通过研究今天由恒星和星系发出的光,就可以计算出它们的质量,然后将它们的质量乘以宇宙的密度就可以准确地知道宇宙中各个物质所占的比例。这个总数比中告诉我们:重子物质的数量少了很多,大约少了一半。天体物理学家把缺失的这部分称为“缺失的重子问题”。
科学家们认为他们已经发现了一些重子物质的碎片,这些碎片隐藏在星系周围的光环中。但对于其余的星系,科学家们怀疑它们可能形成了跨越太空的纤维。2017年4月,滑铁卢大学的研究人员发现,暗物质以这种方式将各星系联系在一起。这使得科学家们相信重子物质也会做同样的事情。现在我们只需要找到它。
问题是,这些细丝的弥散性令人难以置信,它们的密度不足以阻挡光线,所以无法在图像上显示出来。但是来自不列颠哥伦比亚大学和爱丁堡大学的科研小组们在2017年10月宣布,他们已经找到了如何在图像上将重子显现出来的方法。
他们依赖Sunyaev-Zel'dovich效应,这是一种难以发音的现象,它使得CMB(宇宙微波背景)中剩余的光粒子在穿过环绕星系团的气体时,会跃迁到更高的能量。就像发现暗物质网的研究人员一样,这些研究人员从斯隆数字巡天中收集了成对的星系,引导它们彼此匹配,然后将它们堆叠起来,以强化任何可能存在的模式。
它们确实存在。不列颠哥伦比亚大学发现重子丝的密度是我们在宇宙真空中找到密度的三倍。据爱丁堡大学计算,他们发现的纤维密度是原来的六倍。两个团队得到的数据之所以不一样,那是因为每个科研团队检查的细丝都是在不同的距离上观察到的。但事实是,两个科研团队都得出了相同的结论,这是证明重子存在的很可靠的证据。如果这些丝状物存在于每个星系之间,那就意味着所有丢失的重子物质都被发现了。
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