宇宙中一半的物质不见了。天文学家刚刚发现了它。

知新了了 2025-04-18 12:24:28

一项对天空的新分析,终于证实了宇宙中缺失的一半可见物质的藏身之处。

在星系周围的空间中,它潜伏着巨大的、看不见的电离氢云。通常,这是不可能看到的,但一个由天文学家和天体物理学家组成的大型国际团队已经开发出一种技术,可以揭示它在恒星黑暗中的藏身之处。

调查计划证实,宇宙中失踪的一半物质呈星系际氢雾的形式,距离星系活动核心的距离比任何人之前想象的都要远。

加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室的天文学家Boryana Hadzhiyska说:“我们认为,一旦我们远离银河系,我们就能恢复所有缺失的气体。”

“为了更准确,我们必须用模拟进行仔细的分析,这是我们没有做过的。我们想要谨慎行事。”

正常物质或重子物质约占宇宙物质能量分布的5%;剩下的是暗物质(27%)和暗能量(68%)。暗物质和暗能量完全是另一回事,但失踪的重子物质之谜是一个困扰科学家几十年的问题。

问题是,我们根本不知道其中很大一部分在哪里。氢构成了宇宙中90%的原子,73%的质量;所以缺失的重子物质中有很大一部分是氢。科学家估计,我们已经把宇宙中超过50%的氢放错了地方。

太空中的氢可以被辐射电离,使其发出微弱的光芒,但在星系之间的空间,气体太分散,光芒太微弱,因此不容易被探测到。

但寻找看不见的氢云的方法不止一种。一种越来越受欢迎的方法是观察它背后的光的变化 —— 宇宙微波背景,宇宙中弥漫着的“第一束光”的化石。

“宇宙微波背景是我们在宇宙中看到的一切的背后。它是可观测宇宙的边缘,”劳伦斯伯克利国家实验室的宇宙学家西蒙·费拉罗说。“所以你可以用它作为背光来看到气体在哪里。”

当这种光穿过由电离氢组成的弥漫云时,它会随着气体中电子的散射而变亮或变暗。这被称为运动苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应(Sunyaev-Zel'dovich)。正如你可能想象的那样,宇宙微波背景非常微弱,也很难看到。

所以,解决方法就是堆叠。你把一堆观察结果堆叠在一起来强调非常非常微弱的特征。研究人员对银河系80亿光年半径内的100多万个发光的红色星系进行了这项研究。

他们的结果表明,环绕在这些星系周围的氢晕比我们想象的要大得多。它还提供了一种诱人的可能性,即这些光环比这次调查所能探测到的要大得多。

费拉罗说:“测量结果与发现所有的气体是一致的。”

然而,正如天文学中常见的那样,这一发现也提出了新的问题。氢晕是由落在它上面的星系外部气体和星系中心超大质量黑洞的活跃阶段提供的。

当黑洞以高速度吞噬时,它的磁场会发射出巨大的物质射流,这些物质可以喷射到数百万光年外的星系间空间,强大的风向四面八方吹向外,将星系内的任何气体都推到一起,从而减少了恒星的形成(因为恒星是由气体形成的)。

比预期更大的光晕的发现表明,黑洞的活动可能是断断续续的,时而开启时而关闭。这与其他关于黑洞的有趣观察结果是一致的,这些黑洞似乎处于休眠状态,突然焕发出生命。这是与我们的星系演化模型相关的信息。

这只是谜团的一部分。对宇宙中失踪重子进行的其他尝试表明,其中一些重子与暗物质的细丝紧密相连,而暗物质形成了宇宙网,将遥远的星系连接在一起。该团队的工作为天文学家提供了一种寻找氢的新方法;现在他们只需要把这些碎片拼在一起。

他们在论文中写道:“这项工作为一条令人兴奋的新研究领域打开了大门。”

“了解气体和暗物质之间的联系不仅有助于未来的宇宙学分析,还有助于我们了解星系的形成和演化。这篇论文为在大型宇宙调查时代解开宇宙气体复杂性的越来越多的工作增加了一个重要的部分。”

该研究已提交给《物理评论快报》,并可在arXiv上获得。

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评论列表

ab3721a

ab3721a

2
2025-04-21 08:16

电磁物质也是有质量的。天地人都是不均匀变化的电磁场,人之间有引力和斥力,二都相互依存和转换。天、地、物都是如此。 作用(付出、因)与反作用(回报、果),做好(强)自己。物理说实验、文献报告, 天地人都是变化不均匀的电磁场,只是大小而异。 万有力与电磁力的统一是:物体(粒子、星球)之间不但有引力还有斥力,二者相互依存、相互转换,都是电磁力,质量也跟随变化。中子、原子是带电的,物体是带电的。物体内外都有变化的电参数,还有变化的机械参数。能解释太多的现象,包括人类社会现象。宇宙、地球、动植物是个大化工厂。 黑洞是一台非常大的水泵(风机) 真空有电流 时间是事物变化过程! 光内外同样有引斥力及转作用 有作用力就有反作用力,是基本平衡的,多善出少入积德。宇宙有平衡法则 从黑洞到量子,再到人都会纠缠,光子内外也有引斥力。

空心菜V9

空心菜V9

2
2025-04-20 15:32

宇宙的主体是空间,空间主要集中在黑洞,聚集空间才能形成天体,但不是所有天体都有物质。聚集的空间规模太大,重子包不住,空间密度太小,也留不住重子。一般情况下,空间聚集过程中,往往会把重子物质一起聚集,平均每50亿个空间单元凝固过程中,就有一个重子跟着空间一起坍缩,导致人们误以为物质坍缩产生引力。

知新了了

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