科学家发布宇宙中所有物质的新地图

　　科学家利用智利暗能量调查局和南极洲望远镜的数据，公布了一项关于宇宙中所有物质的新调查。

资料来源：Andreas Papadopoulos

　　据美国物理学家组织网（作者：University of Chicago）：有时候，要想知道问题是什么，你必须先找到它。

　　当宇宙开始时，物质被向外抛撒，并逐渐形成了我们今天所认识和爱慕的行星、太阳和宇宙岛。

今天，通过仔细地绘制一张这一物质的地图，科学家们可以试图了解影响宇宙演化的各种力量。

　　一群科学家，包括芝加哥大学和费米国家加速器实验室的几位科学家，公布了迄今为止对物质在宇宙中分布的最精确的测量结果之一。

　　结合来自两个重要的宇宙望远镜调查（暗能量调查和南极洲望远镜）的数据，这项分析涉及150多名研究人员，并于1月31日在《物理评论D》上发表了三篇文章。

　　除其他发现外，分析表明，物质并不像我们根据目前最好的宇宙模型所预期的那样“笨重”，这为我们现有的宇宙标准模型可能缺少一些东西提供了大量证据。

　　冷却和结块

　　大约130亿年前，大爆炸在一个非常炎热、强烈的瞬间制造了宇宙中的所有物质，之后，这些物质一直向外扩散，冷却并聚集在一起。

科学家们对追踪这一问题的路径非常感兴趣；通过看到所有事情的结局，他们可以尝试重新制造发生了什么，以及什么力量会起作用。

　　第一步是用望远镜收集大量数据。

　　在这项研究中，科学家们结合了两个非常不同的望远镜调查的数据：暗能量调查（Dark Energy Survey）和南极洲望远镜（South Pole telescope），前者在智利的一座山顶上进行了六年的天空调查，后者寻找宇宙最初几刻仍在天空中传播的微弱辐射痕迹。

　　结合两种不同的看天空的方法，可以减少因其中一种测量方式的错误而导致结果丢失的可能性。

UChicago天体物理学家Chihway Chang是这项研究的重要作者之一，他说：“它的功能就像一个交叉检查，因此它比你只使用其中一个更为可靠。

”。

　　在这两种情况下，分析都着眼于一种被称为“引力透镜”的现象。

当光穿过宇宙时，当它穿过具有大量引力的物体时，它可能会轻微弯曲，比如宇宙岛。

　　通过叠加来自暗能量巡天望远镜（左）和南极洲望远镜（右）的天空地图，该团队可以绘制出一张物质怎么分布的地图，这对理解塑造宇宙的力量至关主要。

(Yuuki Omori)

　　这种方法既能捕捉规则物质，又能捕捉暗物质，这是一种神奇的物质形式，由于规则物质和暗物质都会产生引力，所以我们只能检测到它对规则物质的影响。

　　通过严格分析这两组数据，科学家们可以推断出宇宙中所有物质的归宿。

作者们说，这比以前的测量更精确，也就是说，与以前的分析相比，它缩小了这件事最后发生的可能性。

　　大多数结果完全符合目前公认的最佳宇宙理论。

　　但也有迹象表明，在过去的其他分析中也出现了裂缝。

　　分析报告的合着者、夏威夷大学天体物理学家埃里克·巴克斯特（Eric Baxter，UChicago博士，2014年）表示：“当前宇宙的波动似乎比我们假设我们的标准宇宙模型锚定在早期宇宙时所预测的要小。

”。

　　也就是说，如果你制作了一个包含了所有当前公认的物理定律的模型，然后从宇宙开始时读取读数，并通过时间向前推断，结果看起来与我们今天实际测量的结果略有不同。

　　具体来说，今天的读数发现，宇宙没有模型预测的那么“块状”——在某些区域聚集，而不是均匀分布。

　　科学家表示，如果其他研究继续发现相同的结果，这可能意味着我们现有的宇宙模型中缺少一些东西，但这些结果还没有达到科学家认为是铁板钉钉的统计水平。

这需要进一步研究。

　　然而，这一分析是一个里程碑，因为它从两个非常不同的望远镜调查中获得了有用的信息。

这是一个备受期待的天体物理学未来战略，因为未来几十年将有更多的大型望远镜投入使用，但实际上还很少有望远镜投入使用。

　　“我认为，这项工作显示了进行这些分析的挑战和好处，”张说。

“当你结合这些不同的角度看待宇宙时，你可以做很多新的事情。

”

　　芝加哥大学Kavli副研究员Yuuki Omori也是论文的重要合着者。