<p>有時(shí)候要想知道問(wèn)題出在哪里，你必須先找到它。</p> <p>&nbsp;</p> <p>宇宙形成之初，物質(zhì)被拋向外，逐漸形成了我們今天所熟知和喜愛(ài)的行星、恒星和星系。如今，科學(xué)家們可以通過(guò)仔細(xì)地繪制出這些物質(zhì)的地圖，試圖了解塑造宇宙演化的力量。</p> <p>&nbsp;</p> <p>包括芝加哥大學(xué)和費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的幾位科學(xué)家在內(nèi)的一組科學(xué)家發(fā)布了迄今為止最精確的測(cè)量結(jié)果之一，以研究當(dāng)今宇宙中的物質(zhì)是如何分布的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)分析結(jié)合了暗能量巡天望遠(yuǎn)鏡和南極望遠(yuǎn)鏡兩項(xiàng)主要宇宙巡天望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，涉及150多名研究人員，并于1月31日在《物理評(píng)論D》上發(fā)表了三篇文章。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在其他發(fā)現(xiàn)中，分析表明物質(zhì)并不像我們基于目前最好的宇宙模型所期望的那樣&ldquo;團(tuán)塊&rdquo;，這增加了大量證據(jù)，表明我們現(xiàn)有的宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型中可能缺少一些東西。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">冷卻和結(jié)塊</span></strong></p> <p><br />大約130億年前，宇宙大爆炸在一個(gè)非常炎熱、激烈的瞬間創(chuàng)造了宇宙中的所有物質(zhì)，這些物質(zhì)一直向外擴(kuò)散，冷卻并聚集在一起。科學(xué)家們對(duì)追蹤這種物質(zhì)的路徑非常感興趣;通過(guò)觀察所有物質(zhì)最終的位置，他們可以嘗試重現(xiàn)發(fā)生了什么，以及當(dāng)時(shí)是什么力量在起作用。<img src="https://news.uchicago.edu/sites/default/files/styles/full_width/public/images/2023-01/side%20by%20side%20spt-des%20matter%20map.png?itok=KdQCXJ3m" alt="Two views of the sky side-by-side with dark and lighter spots" width="808" height="455" />&nbsp;</p> <p>通過(guò)比較暗能量巡天望遠(yuǎn)鏡(左)與南極望遠(yuǎn)鏡和普朗克衛(wèi)星(右)的數(shù)據(jù)，研究小組可以推斷出物質(zhì)是如何分布的。</p> <p><br />圖片由Yuuki Omori提供</p> <p><br />第一步是用望遠(yuǎn)鏡收集大量數(shù)據(jù)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們結(jié)合了兩項(xiàng)截然不同的望遠(yuǎn)鏡調(diào)查的數(shù)據(jù):暗能量調(diào)查，它在智利的山頂上調(diào)查了6年的天空，南極望遠(yuǎn)鏡，它尋找宇宙最初幾分鐘仍在天空中穿行的微弱輻射痕跡。</p> <p>&nbsp;</p> <p>將兩種不同的觀測(cè)天空的方法結(jié)合起來(lái)，可以減少因其中一種測(cè)量形式的錯(cuò)誤而導(dǎo)致觀測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的可能性。這項(xiàng)研究的主要作者之一、芝加哥大學(xué)天體物理學(xué)家Chihway Chang說(shuō):&ldquo;它的功能就像交叉檢查，所以它成為了一種比只使用一種更可靠的測(cè)量方法。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>在這兩種情況下，分析都著眼于一種被稱(chēng)為引力透鏡的現(xiàn)象。當(dāng)光在宇宙中傳播時(shí)，當(dāng)它經(jīng)過(guò)具有很大引力的物體時(shí)，比如星系，它會(huì)輕微彎曲。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這種方法同時(shí)捕捉到普通物質(zhì)和暗物質(zhì)&mdash;&mdash;一種神秘的物質(zhì)形式，我們只是因?yàn)樗鼘?duì)普通物質(zhì)的作用才探測(cè)到它&mdash;&mdash;因?yàn)槠胀ㄎ镔|(zhì)和暗物質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生引力。</p> <p>&nbsp;</p> <p>通過(guò)嚴(yán)格分析這兩組數(shù)據(jù)，科學(xué)家們可以推斷出所有物質(zhì)最終在宇宙中的位置。作者說(shuō)，與以前的分析相比，它比以前的測(cè)量更精確，也就是說(shuō)，它縮小了物質(zhì)在哪里形成的可能性。</p> <p>&nbsp;</p> <p>大多數(shù)結(jié)果與目前公認(rèn)的最佳宇宙理論完全吻合。</p> <p>&nbsp;</p> <p>但也有裂縫的跡象&mdash;&mdash;過(guò)去其他分析也提出了裂縫的跡象。</p> <p>&nbsp;</p> <p>分析的合著者、夏威夷大學(xué)天體物理學(xué)家埃里克&middot;巴克斯特(芝加哥大學(xué)14屆博士)說(shuō):&ldquo;目前宇宙中的波動(dòng)似乎比我們假設(shè)我們的標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型錨定在早期宇宙中所預(yù)測(cè)的要少一些。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>也就是說(shuō)，如果你制作了一個(gè)包含所有目前公認(rèn)的物理定律的模型，然后從宇宙開(kāi)始的時(shí)候讀取數(shù)據(jù)，并隨著時(shí)間向前推斷，結(jié)果看起來(lái)與我們今天實(shí)際測(cè)量的結(jié)果略有不同。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;當(dāng)你結(jié)合這些不同的角度觀察宇宙時(shí)，你可以做很多新的事情。&rdquo;</p> <p><br />&mdash;&mdash;芝加哥大學(xué)天體物理學(xué)家chihway Chang</p> <p><br />chihway Chang，芝加哥大學(xué)天體物理學(xué)家</p> <p><br />具體來(lái)說(shuō)，今天的讀數(shù)發(fā)現(xiàn)宇宙不像模型預(yù)測(cè)的那樣&ldquo;團(tuán)塊&rdquo;&mdash;&mdash;聚集在某些區(qū)域，而不是均勻分布。</p> <p>&nbsp;</p> <p>科學(xué)家們說(shuō)，如果其他研究繼續(xù)發(fā)現(xiàn)同樣的結(jié)果，這可能意味著我們現(xiàn)有的宇宙模型中遺漏了一些東西，但這些結(jié)果還沒(méi)有達(dá)到科學(xué)家們認(rèn)為牢不可破的統(tǒng)計(jì)水平。這需要進(jìn)一步的研究。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而，該分析是一個(gè)里程碑，因?yàn)樗鼜膬蓚€(gè)非常不同的望遠(yuǎn)鏡調(diào)查中獲得了有用的信息。對(duì)于天體物理學(xué)的未來(lái)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)備受期待的策略，因?yàn)樵谖磥?lái)幾十年里，會(huì)有更多的大型望遠(yuǎn)鏡投入使用，但實(shí)際實(shí)施的還很少。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Chang說(shuō):&ldquo;我認(rèn)為這個(gè)練習(xí)既顯示了做這些分析的挑戰(zhàn)，也顯示了做這些分析的好處。&rdquo;&ldquo;當(dāng)你結(jié)合這些不同的角度觀察宇宙時(shí)，你可以做很多新的事情。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>芝加哥大學(xué)Kavli副研究員Yuuki Omori也是這些論文的主要合著者。完整的研究和作者，&ldquo;暗能量調(diào)查第三年數(shù)據(jù)的聯(lián)合分析和來(lái)自SPT和普朗克的CMB透鏡&rdquo;，可以在物理評(píng)論D的編輯建議中選擇的三篇論文中找到。</p> <p>&nbsp;</p> <p>南極望遠(yuǎn)鏡主要由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和能源部資助，并由芝加哥大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)合作組織運(yùn)營(yíng)。暗能量調(diào)查是一項(xiàng)國(guó)際合作，由費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室協(xié)調(diào)，由能源部、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和世界各地的許多機(jī)構(gòu)資助。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>