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科學家發布宇宙中所有物質的新地圖

時間：2025-12-09 06:57:09 來源：網絡整理編輯：焦點

核心提示

科學家利用智利暗能量調查局和南極望遠鏡的數據，發布了一項關于宇宙中所有物質的新調查。資料來源：Andreas Papadopoulos神秘的地球uux.cn）據美國物理學家組織網作者：Universi

科學家利用智利暗能量調查局和南極望遠鏡的數據，發布了一項關于宇宙中所有物質的布宇新調查。資料來源：Andreas Papadopoulos
（神秘的宙中地球uux.cn）據美國物理學家組織網（作者：University of Chicago）：有時候，要想知道問題是物質什么，你必須先找到它。新地圖
當宇宙開始時，科學物質被向外拋撒，布宇并逐漸形成了我們今天所認識和喜愛的宙中行星、恒星和星系。物質今天，新地圖通過仔細地繪制一張這一物質的科學地圖，科學家們可以試圖了解影響宇宙演化的布宇各種力量。
一群科學家，宙中包括芝加哥大學和費米國家加速器實驗室的物質幾位科學家，發布了迄今為止對物質在宇宙中分布的新地圖最精確的測量結果之一。
結合來自兩個主要的宇宙望遠鏡調查（暗能量調查和南極望遠鏡）的數據，這項分析涉及150多名研究人員，并于1月31日在《物理評論D》上發表了三篇文章。
除其他發現外，分析表明，物質并不像我們根據目前最好的宇宙模型所預期的那樣“笨重”，這為我們現有的宇宙標準模型可能缺少一些東西提供了大量證據。
冷卻和結塊
大約130億年前，大爆炸在一個非常炎熱、強烈的瞬間創造了宇宙中的所有物質，之后，這些物質一直向外擴散，冷卻并聚集在一起。科學家們對追蹤這一問題的路徑非常感興趣；通過看到所有事情的結局，他們可以嘗試重新創造發生了什么，以及什么力量會起作用。
第一步是用望遠鏡收集大量數據。
在這項研究中，科學家們結合了兩個非常不同的望遠鏡調查的數據：暗能量調查（Dark Energy Survey）和南極望遠鏡（South Pole telescope），前者在智利的一座山頂上進行了六年的天空調查，后者尋找宇宙最初幾刻仍在天空中傳播的微弱輻射痕跡。
結合兩種不同的看天空的方法，可以減少因其中一種測量方式的錯誤而導致結果丟失的可能性。UChicago天體物理學家Chihway Chang是這項研究的主要作者之一，他說：“它的功能就像一個交叉檢查，因此它比你只使用其中一個更為可靠。”。
在這兩種情況下，分析都著眼于一種被稱為“引力透鏡”的現象。當光穿過宇宙時，當它穿過具有大量引力的物體時，它可能會輕微彎曲，比如星系。
科學家發布宇宙中所有物質的新地圖

通過疊加來自暗能量巡天望遠鏡（左）和南極望遠鏡（右）的天空地圖，該團隊可以繪制出一張物質如何分布的地圖，這對理解塑造宇宙的力量至關重要。(Yuuki Omori)
這種方法既能捕捉規則物質，又能捕捉暗物質，這是一種神秘的物質形式，由于規則物質和暗物質都會產生引力，所以我們只能檢測到它對規則物質的影響。
通過嚴格分析這兩組數據，科學家們可以推斷出宇宙中所有物質的歸宿。作者們說，這比以前的測量更精確，也就是說，與以前的分析相比，它縮小了這件事最終發生的可能性。
大多數結果完全符合目前公認的最佳宇宙理論。
但也有跡象表明，在過去的其他分析中也出現了裂縫。
分析報告的合著者、夏威夷大學天體物理學家埃里克·巴克斯特（Eric Baxter，UChicago博士，2014年）表示：“當前宇宙的波動似乎比我們假設我們的標準宇宙模型錨定在早期宇宙時所預測的要小。”。
也就是說，如果你制作了一個包含了所有當前公認的物理定律的模型，然后從宇宙開始時讀取讀數，并通過時間向前推斷，結果看起來與我們今天實際測量的結果略有不同。
具體來說，今天的讀數發現，宇宙沒有模型預測的那么“塊狀”——在某些區域聚集，而不是均勻分布。
科學家表示，如果其他研究繼續發現相同的結果，這可能意味著我們現有的宇宙模型中缺少一些東西，但這些結果還沒有達到科學家認為是鐵板釘釘的統計水平。這需要進一步研究。
然而，這一分析是一個里程碑，因為它從兩個非常不同的望遠鏡調查中獲得了有用的信息。這是一個備受期待的天體物理學未來戰略，因為未來幾十年將有更多的大型望遠鏡投入使用，但實際上還很少有望遠鏡投入使用。
“我認為，這項工作顯示了進行這些分析的挑戰和好處，”張說。“當你結合這些不同的角度看待宇宙時，你可以做很多新的事情。”
芝加哥大學Kavli副研究員Yuuki Omori也是論文的主要合著者。

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