宇宙中物质的精确地图更新了

2023-02-03 10:10·北京科协

科学家利用智利暗能量调查和南极望远镜获取的数据，发布了一项对宇宙中物质的新调查地图。图片来源：安德列斯·帕帕佐普洛斯拍摄

科技日报实习记者 张佳欣

包括美国芝加哥大学和费米国家加速器实验室科学家在内的研究团队，发布了迄今为止对物质如何在宇宙中分布进行的最精确测量结果。这项分析综合了暗能量调查和南极望远镜这两个主要的宇宙望远镜的调查数据，并以3篇论文的形式发表在1月31日的《物理评论D》上。

当宇宙诞生时，物质被向外抛出，逐渐形成了人们今天所知道的行星、恒星和星系。现在，通过仔细绘制物质地图，科学家们可借此理解塑造宇宙进化的力量。

大约130亿年前，大爆炸在极热、极强的瞬间创造了宇宙中的所有物质，之后，这些物质一直在向外扩散、冷却和聚集。科学家们对追踪这一轨迹非常感兴趣，通过观察所有物质的最终去向，他们可以试图重现发生了什么，以及哪些力量在起作用。

在这项研究中，科学家们结合了两项截然不同的望远镜调查数据：一项是暗能量调查，它在智利的一个山顶上对天空进行了6年多的观测；另一项是南极望远镜，它寻找的是宇宙微波背景辐射发生的微妙变化。

将两种不同的天空观测方法结合起来，可减少因其中一种测量形式的错误而导致结果误差的可能性。其作用就像交叉核对，比单独使用其中一个更可靠。

这两个项目的分析都着眼于引力透镜现象。当光在宇宙中传播时，它会在经过具有很大引力的物体（如星系）时略微弯曲。这种方法既可捕捉规则物质，也可捕捉暗物质。

通过严格分析这两组数据，科学家们推断出所有物质最终在宇宙中的位置。分析表明，物质并不像人们基于目前最佳宇宙模型所预期的那样呈现“块状”，即聚集在某些区域，而是不均匀分布的。这进一步证明，现有的标准宇宙模型或缺少了某些东西。