宇宙學(xué)家們新研究利用引力透鏡效應(yīng)確定了物質(zhì)的密度和結(jié)構(gòu)

2020-05-07 17:12:59來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日消息，宇宙學(xué)家們利用引力透鏡，重新確定了宇宙物質(zhì)的密度和結(jié)構(gòu)，進(jìn)而可以為宇宙的總質(zhì)量“稱重”。該成果屬于歐洲的“千平方度巡天”計(jì)劃，相關(guān)報(bào)告發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上。

100多年來(lái)，科學(xué)家們一直試圖更精確地了解宇宙的“體重”。這一認(rèn)識(shí)對(duì)天文學(xué)研究的發(fā)展非常關(guān)鍵，因?yàn)槲镔|(zhì)和能量的平均密度被稱為宇宙密度參數(shù)，這一參數(shù)也正是標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型的核心。不過(guò)，宇宙的質(zhì)量非常難以衡量，因?yàn)榭茖W(xué)家不但要了解宇宙中恒星和星系的重量，還要知曉現(xiàn)在對(duì)我們依然很神秘的暗物質(zhì)、塵埃云甚至是中性氫的質(zhì)量。

此次，包括德國(guó)波鴻魯爾大學(xué)天文學(xué)家在內(nèi)的團(tuán)隊(duì)，對(duì)宇宙中物質(zhì)密度和結(jié)構(gòu)的研究有了新見(jiàn)解。研究人員稍早時(shí)間加入到歐洲的“千平方度巡天”計(jì)劃，研究宇宙密度結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)上的差異。在一項(xiàng)最新分析中，研究結(jié)果涵蓋了額外的紅外線數(shù)據(jù)，使得差異更加突出，而這些差異可能暗示著宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的缺陷。

新研究利用引力透鏡效應(yīng)確定了物質(zhì)的密度和結(jié)構(gòu)，并指出：當(dāng)宇宙高質(zhì)量物體偏轉(zhuǎn)來(lái)自星系的光線時(shí)，這些星系會(huì)以扭曲的形式出現(xiàn)，與地球上實(shí)際觀察時(shí)的位置不同，基于這一效應(yīng)，科學(xué)家們可以計(jì)算出偏轉(zhuǎn)物體的質(zhì)量，從而推算出宇宙的總質(zhì)量。

研究人員表示，這一數(shù)據(jù)集是唯一一個(gè)基于引力透鏡效應(yīng)，并用額外紅外數(shù)據(jù)校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)集，這或是與此前普朗克聯(lián)盟研究數(shù)據(jù)偏離較大的原因。研究小組使用類似的校準(zhǔn)方法評(píng)估了另一組數(shù)據(jù)集，結(jié)果與普朗克聯(lián)盟研究的值出現(xiàn)較大差異。

這些顯著的偏差，正引發(fā)科學(xué)家們的激烈爭(zhēng)論，其是否意味著宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型是錯(cuò)誤的?目前還需要更精確的物質(zhì)密度和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，相關(guān)研究或在2020年展開(kāi)。(記者張夢(mèng)然)

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