英法分别找到“失踪”的重子物质

2017年10月12日 09:19 科技日报

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  据物理学家组织网10日报道,英法科学家首次分别发现,一些由重子组成的物质将星系紧密联系在一起,宇宙中另一半普通物质首次“现形”。最新研究不仅解决了一个大难题——宇宙中包括光子、中子和电子在内的普通物质藏身何处,还印证关于星系及宇宙结构形成的理论。

  当科学家提出宇宙大爆炸理论时,一个问题随之出现:计算宇宙中应该存在多少普通物质后发现,大约50%的普通物质不见了。那么,它们去哪儿了呢?科学家提出了各种各样的理论进行解释,其中最广为人知的观点认为,这是一种漂浮于星系之间的重子物质,普通设备无法看见它。现在,最新研究证实了这一理论。

  在研究中,科学家利用一种被称为“桑亚弗-捷尔多维奇的效应”的现象——大爆炸后留下的光在穿过热气体时,会“洒下”一些电子到气体中,在宇宙微波背景辐射中留下“蛛丝马迹”。2015年,普朗克观测卫星据此绘制出了整个可观测宇宙的这一效应图谱。但由于星系间的气体散射严重,这些“蛛丝马迹”无法直接观测到。因此,研究人员将普朗克观测卫星的信号堆叠在斯隆数字巡天项目提供的星系对中,使单股微弱的重子可被观测到。

  另据英国《新科学家》网站9日报道,法国空间天体物理学研究所团队和爱丁堡大学团队分别将数据堆叠到26万对和100多万对星系之上,发现了星系间的这些气体细丝存在的证据;并分别指出这些气体细丝的密度是普通物质的3倍和6倍左右。

  研究团队称,由于两个团队研究的星系间距离不同,因此,密度差异合情合理。这是科学家首次确定无疑地探测重子物质的存在,确切证明了我们很多关于星系以及宇宙的结构如何形成的理论是非常正确的。

  总编辑圈点

  尽管被认为是宇宙诞生的遗迹快照,但这“失踪”的50%普通物质连望远镜都看不到,实在让人大伤脑筋。星系之间的气体游丝卷曲漫长,在普朗克宇宙全景图谱上留下的斑点细小暗淡,“眼见为实”着实不易。好在科学界不乏高手,抽丝剥茧,找到了此前不知所踪的重子物质。细想,找或不找,它其实一直就在那里。

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