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科学家首次绘出宇宙暗物质三维数字地图(图)

http://www.sina.com.cn 2007年01月09日 07:15 新浪科技
科学家首次绘出宇宙暗物质三维数字地图(图)
科学家首次绘制出宇宙暗物质三维数字地图
科学家首次绘出宇宙暗物质三维数字地图(图)
科学家首次绘制出宇宙暗物质三维数字地图
科学家首次绘出宇宙暗物质三维数字地图(图)
  上面这幅哈勃望远镜拍摄的照片中左边显示的是普通物质,右边显示的是暗物质。

  新浪科技讯 据美国有关媒体1月8日报道,美国的一个科研小组7日宣布,历经数年的努力,天文学家们最终绘制完成首张宇宙暗物质三维数字地图。这张数字地图不仅能够显示暗物质的空间,还能够显示它们的时间。与暗物质相比,地图中的“亮物质”就像是黑夜中闪闪发光的宝石。

  该科研小组在介绍中称,天文学家们去年公布了宇宙中存在暗物质的直接证据,但由于暗物质不会发出任何光线,因此目前所有的观测手段都无法直接拍摄到它们的图片。天文学家们运用特殊的观测工具来记录宇宙中一些扭曲的光线,通过对这些因重力而发生扭曲的光线的分析,判断出暗物质在宇宙中的位置和大小,甚至包括它们形成的具体时间等。在整个宇宙中,由于暗物质所占的比例极大,而且还是黑暗不可见的,所以“亮物质”在三维地图上就像是在黑夜中闪闪发光的宝石。此次绘制完成宇宙暗物质三维数字地图,对于人类研究宇宙的起源以及未来演化具有极为重要的意义。

  美国加利福尼亚理工学院教授、该地图绘制小组成员理查德-马赛说,“早在上个世纪30年代,天文学家们在进行观测时就发现了宇宙中的许多奇怪现象,他们当时根本无法解释一些质量看起来很小的星系为什么不会破裂。直到后来出现暗物质理论后,天文学家们才意识到原来是暗物质的重力将这些星系聚合在了一起。随着观测取得的进展,天文学家们最终找到了暗物质存在的直接证据。在整个宇宙中,只有大约六分之一的物质是可见的,其余的则全部都是暗物质。遥远星系发出的光线在宇宙中并不会直线传播,由于宇宙本身是扭曲和弯曲的,所以光线在传播时也会随之出现扭曲。”

  理查德-马赛说,绘制完成的三维数字地图还能显示暗物质随时间进化的过程。根据暗物质距离地球的远近,天文学家们将它们划分成三大类,这一距离主要是根据暗物质光线红移来进行判断的。由于宇宙目前仍然在不断的膨胀,许多恒星和星系都在不断远离我们,它们的波长颜色也会因此发生改变。时间以及空间与宇宙是密切联系的,物体的红移越高,也就意味着当时的宇宙越年轻或者体积越小。在三维地图中,人们可以清楚地查发现,随着时间的流逝,暗物质的数量就会变得越来越多,这与天文学界目前的理论完全吻合。

  美国

哈佛大学-史密森天体物理中心的天文学家马克希姆-马可维奇说:“一个典型的星系中所有的物质都占据着同一个空间,在发现的这个碰撞事件中,星际气体以及星系团在宇宙中被分裂开来,两个发生碰撞的星系团由于碰撞互相融合,但其中的星系气云的融合却不是那么简单。宇宙暗物质的三维地图绘制完成后,将会使得我们对宇宙的研究迈向精确化,而在此之行,这一切都是不可能想象的。”

  距离地球三十亿光年之遥的两个星系团之间的碰撞,使得天文学家们首次捕捉到暗物质存在的最直接证据。暗物质是一种无形物质,据认为,宇宙中80%的物质都是暗物质。为了捕捉到运转中的暗物质,美国斯坦福大学科维理研究所及亚利桑那大学和佛罗里达大学两所高校的天体物理学家对星系团中的可见物质的X光照片和总质量图谱进行了比较。他们通过测量来自遥远星系的光线经过时所弯曲的程度,获得了总质量图谱,这一现象也称为引力透镜。当两个星系团以每小时1000万英里的速度撞在一起时,可见物质在撞击的极度拥挤过程中放缓速度,但暗物质仍无拘无束地飞过。如果暗物质存在于宇宙中,那么它也应该在地球中存在。(刘妍)

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