宇宙中所有物质的新地图揭示了宇宙网络的一些奇怪之处

发布号 2 2025-09-24 19:54:51

根据一项新的研究,科学家们用两架截然不同的望远镜揭开了一幅前所未有的宇宙中所有物质的地图,这一努力揭示了我们的观测结果和连接宇宙的所谓“宇宙网”模型之间的奇怪不一致。

结果表明,我们的宇宙似乎比基于我们最好的模型的预期的“块状”稍微少一些,这一异常可能通过未来的精确测量来解决,或者可能指出我们对宇宙网络理解中的更深层次的问题。

在大爆炸后的瞬间,宇宙是一锅完全混乱的热亚原子粒子汤,从我们现代的角度来看似乎无法辨认。但随着这地狱般的冷却,熟悉的物质形式出现,并开始合并成“团块”,演变成宇宙网,这是一个在星系演化中发挥作用的大规模结构网络。

绘制出宇宙中物质的分布是天文学的一个主要任务,它可以帮助解决关于宇宙演化和当前结构的许多谜团。

现在,一个由150多名科学家组成的国际团队,结合了暗能量巡天(DES)和南极望远镜(SPT)的观测结果,绘制了迄今为止最精确的宇宙物质地图之一。DES在智利观测遥远的星系,SPT从南极洲捕捉到了宇宙中最古老的光,称为宇宙微波背景辐射。

根据周二发表在《物理评论D》(Physical Review D)杂志上的一项关于新地图的三项研究,这种方法使研究人员能够将我们对宇宙物质的看法与非常不同的数据集“交叉关联”,使他们能够“提取存储在宇宙大尺度结构中的信息”。

在很大程度上,新地图与宇宙学标准模型的预测完全一致,宇宙学标准模型是解释我们宇宙中许多现象的理论框架。

然而,根据这项研究,该团队还报告了一种名为“sigma-8”的宇宙属性差异的“意外发现”,该属性测量了整个宇宙的密度波动。换句话说,sigma-8描述了宇宙在遥远的距离上的块状。DES和SPT的观测结果揭示了一个比科学家们基于标准模型所预期的更少聚集在一起、更均匀分布的宇宙,这是一个在以前的研究中也出现过的异常现象。

这种不确定性可能是这些新的观测技术存在偏差的结果,这些技术正在探测宇宙中一些最难以捉摸的结构。随着这些方法在未来几年变得更加精确,关于sigma-8的紧张关系可能最终会消失。

然而,也有可能这种差异指向了标准模型(也被称为冷暗物质模型)所不包含的新物理学(ΛCDM)。如果宇宙物质图的下一次迭代继续显示sigma-8张力,这可能意味着我们正在失去对宇宙的基本见解。

研究人员在他们的一项研究中说:“这种差异没有已知的物理解释。”“这种张力可能是由超出标准宇宙学常数和冷暗物质模型的物理造成的(ΛCDM),也可能是由分析中的系统性偏差造成的。”

研究小组总结道:“展望未来,维拉·鲁宾天文台遗留时空巡天、南希·格雷斯罗马太空望远镜、[欧洲航天局]欧里得任务、西蒙斯天文台和cbc - s4等巡天之间的相互关联将使更强大的相互关联研究成为可能,这些研究将提供一些最精确和准确的宇宙学约束,这将使我们能够继续对一致性ΛCDM模型进行压力测试。”

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