<p>有時候要想知道問題出在哪里，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的行星、恒星和星系。如今，科學家們可以通過仔細地繪制出這些物質(zhì)的地圖，試圖了解塑造宇宙演化的力量。</p> <p>&nbsp;</p> <p>包括芝加哥大學和費米國家加速器實驗室的幾位科學家在內(nèi)的一組科學家發(fā)布了迄今為止最精確的測量結(jié)果之一，以研究當今宇宙中的物質(zhì)是如何分布的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項分析結(jié)合了暗能量巡天望遠鏡和南極望遠鏡兩項主要宇宙巡天望遠鏡的數(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;團塊&rdquo;，這增加了大量證據(jù)，表明我們現(xiàn)有的宇宙標準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)一直向外擴散，冷卻并聚集在一起?？茖W家們對追蹤這種物質(zhì)的路徑非常感興趣;通過觀察所有物質(zhì)最終的位置，他們可以嘗試重現(xiàn)發(fā)生了什么，以及當時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>通過比較暗能量巡天望遠鏡(左)與南極望遠鏡和普朗克衛(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 />第一步是用望遠鏡收集大量數(shù)據(jù)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在這項研究中，科學家們結(jié)合了兩項截然不同的望遠鏡調(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>將兩種不同的觀測天空的方法結(jié)合起來，可以減少因其中一種測量形式的錯誤而導致觀測結(jié)果不準確的可能性。這項研究的主要作者之一、芝加哥大學天體物理學家Chihway Chang說:&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為引力透鏡的現(xiàn)象。當光在宇宙中傳播時，當它經(jīng)過具有很大引力的物體時，比如星系，它會輕微彎曲。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這種方法同時捕捉到普通物質(zhì)和暗物質(zhì)&mdash;&mdash;一種神秘的物質(zhì)形式，我們只是因為它對普通物質(zhì)的作用才探測到它&mdash;&mdash;因為普通物質(zhì)和暗物質(zhì)都會產(chǎn)生引力。</p> <p>&nbsp;</p> <p>通過嚴格分析這兩組數(shù)據(jù)，科學家們可以推斷出所有物質(zhì)最終在宇宙中的位置。作者說，與以前的分析相比，它比以前的測量更精確，也就是說，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、夏威夷大學天體物理學家埃里克&middot;巴克斯特(芝加哥大學14屆博士)說:&ldquo;目前宇宙中的波動似乎比我們假設我們的標準宇宙學模型錨定在早期宇宙中所預測的要少一些。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>也就是說，如果你制作了一個包含所有目前公認的物理定律的模型，然后從宇宙開始的時候讀取數(shù)據(jù)，并隨著時間向前推斷，結(jié)果看起來與我們今天實際測量的結(jié)果略有不同。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;當你結(jié)合這些不同的角度觀察宇宙時，你可以做很多新的事情。&rdquo;</p> <p><br />&mdash;&mdash;芝加哥大學天體物理學家chihway Chang</p> <p><br />chihway Chang，芝加哥大學天體物理學家</p> <p><br />具體來說，今天的讀數(shù)發(fā)現(xiàn)宇宙不像模型預測的那樣&ldquo;團塊&rdquo;&mdash;&mdash;聚集在某些區(qū)域，而不是均勻分布。</p> <p>&nbsp;</p> <p>科學家們說，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)果還沒有達到科學家們認為牢不可破的統(tǒng)計水平。這需要進一步的研究。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而，該分析是一個里程碑，因為它從兩個非常不同的望遠鏡調(diào)查中獲得了有用的信息。對于天體物理學的未來來說，這是一個備受期待的策略，因為在未來幾十年里，會有更多的大型望遠鏡投入使用，但實際實施的還很少。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Chang說:&ldquo;我認為這個練習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;當你結(jié)合這些不同的角度觀察宇宙時，你可以做很多新的事情。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>芝加哥大學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)合分析和來自SPT和普朗克的CMB透鏡&rdquo;，可以在物理評論D的編輯建議中選擇的三篇論文中找到。</p> <p>&nbsp;</p> <p>南極望遠鏡主要由美國國家科學基金會和能源部資助，并由芝加哥大學領導的一個合作組織運營。暗能量調(diào)查是一項國際合作，由費米國家加速器實驗室協(xié)調(diào)，由能源部、國家科學基金會和世界各地的許多機構(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，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>