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科学家首次找到宇宙中“消失的物质”
发布:admin 发布时间:2017-09-19 13:33:53 查看次数:36

近几十年来,天文学家通过不同的观测手段得出的所有证据都指向了同一幅宇宙图景:宇宙是由68%的暗能量27%的暗物质以及5%的普通物质所构成的。但即使我们知道宇宙的内容是这样的,依旧有许多谜题困扰着我们。比如我们完全不知道究竟什么是暗能量,又是什么驱动了它;我们也不知道暗物质的真实面目,虽然通过观测能够确定它的存在以及推测它的性质,但目前没有任何实验捕捉到它的踪影;甚至连普通物质——即那些由质子、中子和电子构成的物质——也跟我们玩起了捉迷藏。事实上,如果我们把宇宙中所有的普通物质全部加起来,就会发现它们大部分都消失了!

测宇宙的方法有两种:一种是通过天体发射或吸收的光,另一种是通过观察物质的引力效应。在先前的一些研究中,引力帮助我们理解了如宇宙膨胀、大尺度结构、以及微波背景辐射(宇宙大爆炸后遗留弥漫于整个空间的光子)等相关问题。但是光也同样起着重要作用。恒星之所以会发出闪耀的光芒,是因为存在能引起核反应的内部物理学原理,所以对它们释放的光进行测量,就能知道它们有多少质量。通过测量其它波长的光的吸收和发射情况,我们不仅能计算出恒星的质量,还能了解如气体、尘埃、星云和黑洞的质量。在更高的能量,我们甚至可以测量星系内的热等离子体。当我们考虑到所有的情况时,仍然发现总的普通质量中有高于一半的质量消失了。也就是说,在我们最熟悉的那5%的宇宙总质量中,我们仍缺失了一大半,这被称为消失的重子之谜

那么剩下的那些重子应该在哪呢?答案在星际之间。暗物质应该以大尺度丝状结构聚集在一起,但普通物质也应如此。当第一批恒星释放出的高能辐射穿越星系际空间时,暗物质与光会完全相互忽视,但普通物质却是相当脆弱的。在宇宙只有38万岁时,中性原子就形成了,数亿年之后,从早期恒星中释放出的炙热紫外线照射到这些星系际原子身上,这时,这些被吸收的光子将原子中的电子完全踢出,并产生一种星际间等离子体,叫:温热星系际介质WHIM

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