宇宙「失落的物質」已在過熱的宇宙網纖維狀結構中被發現

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每樣你週遭所見到的東西都是由一種叫做”普通物質”的東西所構成的。看看大爆炸的殘餘幅射,宇宙微波背景輻射(cosmic microwave background, CMB),科學家們已經計算出這樣的物質在整個宇宙中只佔了5%。而這大部分都還避開了直接被偵測到,一直到現在: 公開在自然期刊中有一份新的論文報告宣稱找到遺失的組成物,它隨著巨大的”宇宙網”(cosmic web)而隱藏在溫度非常高的氣體當中。

大爆炸

儘管多數由重子(baryons)所組成的普通物質,可由宇宙學家測得,他們已經重覆地發現在大規模的估算下,5%當中已有2.5%的普通物質失蹤了。為了解釋清楚這個重大差異,一個來自日內瓦大學的研究團隊決定更仔細的觀察宇宙是如何形成的。

重子

當大量的普通物質凝結冷卻下來後,宇宙就形成了,建構恆星,行星,小行星,黑洞,等等之類。其中有些被壓縮的物質必須包含那些遺失的2.5%的普通物質,所以為了正確的瞭解星系的形成機制,這些隱沒掉的普通物質務必要被找到。

普通物質的分佈在宇宙中並非一致: 在某些區域中會比較多,某些其他區域就少了。造成這種情況的理由仍有些許爭議,但其中一個突出的爭議點是宇宙中某些不可見的物質能吸引其他物質到某些特定點,就如從時間一開始的時候,創造出這種不均勻的物質分佈。這個不可見物質就是”暗物質”。

暗物質

夜空細部成像顯示大部分的物質,在重力的作用之下,被集中成絲縷般: 一個又一個的纖維狀結構,形成宇宙各處龐大的網絡。由暗物質骨幹的組成,它能夠被它吸引多數的宇宙普通物質,這”宇宙網”在2014年首度成型。

Abell 2744星團是有著混亂分佈模式的銀河系中的一個龐大星團; 更明顯地,它炫耀著在其核心當中的暗物質。XMM太空望遠鏡,對X射線能量感應敏銳,被研究者用來一窺其黑暗銀河的心臟地帶。

Abell2744

Abell 2744星團

這個龐大的星團象徵著數個纖維狀結構連結成一個”宇宙節點”,它的重力場特別強大; 如此的強大,實際上,這物質在其中顯著的加速並加熱到攝氏超過1000萬度(相當於華氏1800萬度)。這樣極端的溫度使它的成分得以從地球上被偵測到。

透過X射線能量所觀察到的極高溫,纖維狀結構中的明亮氣體,研究者首次估算宇宙網部分密度,且因此包含著多少普通物質的數量。比對這些數值模型的結果,他們發現纖維狀物質的數量符合那失蹤的2.5%。

該論文的首席作者Dominique Eckert在聲明中這麼說道 “現在我們必須證實Abell 2744星團失落的重子是適用於整個宇宙這樣的發現,”。假使這理論確實是適用的,那麼長期以來宇宙學的謎團就即將被解開。

來源: Iflscience