校園生活:重子物質(zhì)和宇宙尺度引力的新發(fā)現(xiàn)
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科學(xué)家估計(jì),暗物質(zhì)和暗能量加在一起占宇宙引力物質(zhì)的95%,而其余的5%是重子物質(zhì),這是由恒星,行星和生物組成的“正?!蔽镔|(zhì)。然而,幾十年來(lái),幾乎沒有發(fā)現(xiàn)此問題的一半。現(xiàn)在,使用一種新技術(shù),包括來(lái)自加拿大加納里亞斯航天研究所(IAC)的研究人員在內(nèi)的一個(gè)研究小組表明,這種“缺失的”重子物質(zhì)以熱的低密度氣體填充了星系之間的空間。相同的技術(shù)還提供了一種新的工具,該工具表明星系經(jīng)歷的引力吸引與廣義相對(duì)論兼容。)。
在設(shè)計(jì)這項(xiàng)新技術(shù)時(shí),研究人員分析了隨著銀河系離我們?cè)絹?lái)越近,電磁頻譜向紅色的轉(zhuǎn)變。在宇宙中,移開的源顯示出更紅的光譜,而接近的源則向著藍(lán)色轉(zhuǎn)移。這種效應(yīng)為現(xiàn)代宇宙學(xué)提供了必要的數(shù)據(jù)。大約一個(gè)世紀(jì)以前,埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)發(fā)現(xiàn),銀河系的紅移越遠(yuǎn),它們的移動(dòng)就越高,這是最終導(dǎo)致宇宙大爆炸模型的最初證據(jù)。從那時(shí)起,這些紅移一直被用來(lái)尋找到星系的距離,并建立它們?cè)谟钪嬷蟹植嫉娜S地圖。
在我們正在報(bào)告的工作中,這里已經(jīng)開發(fā)出一種新方法,該方法可以研究星系紅移的統(tǒng)計(jì)信息,而無(wú)需將其轉(zhuǎn)換為距離。研究小組在第一篇文章中表明,這些地圖對(duì)于宇宙尺度上的星系之間的引力很敏感。在第二篇文章中,同一個(gè)團(tuán)隊(duì)將這些地圖與宇宙微波背景的觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較,從而對(duì)宇宙90%的生命中的重子物質(zhì)進(jìn)行了首次完整的普查。
喬納斯·查韋斯(JonásChaves)解釋說(shuō):“大多數(shù)普通物質(zhì)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是不可見的,因?yàn)樗粔驘岫鵁o(wú)法發(fā)射能量。但是,通過使用星系紅移圖,我們發(fā)現(xiàn)所有這些物質(zhì)都充滿了它們之間的空間。” Montero是Donostia國(guó)際物理中心(DIPC)的研究員,也是本文的第一作者。
最后,如第三篇文章中所述,研究人員還使用了星系的紅移圖來(lái)研究引力的性質(zhì)?!芭c以前的方法相比,我們的新方法不基于紅移到距離的任何轉(zhuǎn)換,并且顯示出對(duì)噪聲和數(shù)據(jù)雜質(zhì)的魯棒性。因此,它使我們可以高精度地得出結(jié)論:與愛因斯坦的引力理論兼容”,IAC研究人員卡洛斯·埃爾南德斯·蒙塔古多(CarlosHernández-Monteagudo)說(shuō),他是第三篇文章的第一作者。