天文学家绘制出迄今为止最准确的宇宙所有物质地图

在当今天文学家面临的所有问题中,一些最大的未知数是关于构成宇宙大部分的物质。我们知道,我们周围所见的普通物质仅占所有存在物的 5% ,而其余的则由暗物质和暗能量组成。但由于暗物质不与光相互作用,因此研究起来非常困难——我们必须通过观察它与周围普通物质相互作用的方式来推断它的存在和位置。

位于智利 Cerro Tololo 美洲天文台的 Blanco 望远镜圆顶,用于最近完成的暗能量调查的暗能量照相机就存放在那里。
位于智利 Cerro Tololo 美洲天文台的 Victor M. Blanco 望远镜圆顶,用于最近完成的暗能量调查的暗能量相机就位于此处。 Reidar Hahn,费米实验室

最近的研究通过制作迄今为止最准确的物质和暗物质如何在宇宙中分布的地图来帮助完成这项任务。天文学家从两个不同的望远镜(暗能量巡天望远镜和南极望远镜)收集信息,以使他们的地图尽可能精确。

对于这两个望远镜数据集,研究人员都使用了引力透镜现象——在这种现象中,像恒星、星系或星系团这样的大质量物体会扭曲时空,并像放大镜一样起作用——来检测常规物质和暗物质。

通过将暗能量巡天望远镜(左)的天空图与南极望远镜和普朗克卫星(右)的数据进行比较,研究小组可以推断出物质的分布情况。
通过将暗能量巡天望远镜(左起)的天空图与南极望远镜和普朗克卫星的数据进行比较,该团队可以推断出物质的分布情况。大森有纪

结果带来了一些惊喜,例如根据当前的宇宙形成模型,物质的块状程度低于预期。它表明事情比预测的更均匀地分布。如果其他调查也发现了类似的结果,这可能表明当前关于宇宙在大爆炸之后的时期如何形成的理论中存在某些缺失。

该研究的主要作者之一、芝加哥大学的 Chihway Chang 在一份声明中说:“我认为这项工作既显示了进行此类分析的挑战也显示了好处。” “当你结合这些不同的观察宇宙的角度时,你可以做很多新的事情。”

该研究发表在《物理评论 D 》杂志的三篇论文中。


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