宇宙中一半的普通物質去哪了?消失的重子或潛藏於星際空間

2020-12-03 新華網客戶端

對年輕宇宙發出的光進行觀察，得到的數據表明，普通物質約佔宇宙總質能的5%，但現在能看到的普通物質加起來僅佔預期物質總量的一半左右，「消失」的一半普通物質去哪了？科學家在最新一期《自然》雜誌撰文指出，他們對來自其他星系的快速射電暴進行研究，發現宇宙中「消失」的一半普通物質其實潛伏於星際空間。

這些「消失」的普通物質由質子和中子等重子組成，困擾了宇宙學家近20年。雖然他們一直懷疑，這些物質隱藏在星系之間，「但我們無法確切地探測到它們，因為它們非常分散，也沒有發出明亮的光。」荷蘭阿姆斯特丹大學天體物理學家賈森·赫塞爾說。

釐清星際空間中所有重子的方法是依靠其他星系發出的快速射電暴（FRB），它們可能由中子星或黑洞周圍的高能活動產生。即使無人知道這些FRB產生的原因，它們也可以充當有用的重子探測器。FRB的高頻、高能無線電波比其低頻波更快穿過星系物質。FRB脈衝波穿過的星際物質越多，它的低頻波落得越遠，當無線電信號到達地球時就產生了可檢測到的拖尾現象。

美國加州大學聖克魯茲分校天體物理學家科薩維爾·普羅查斯卡及其同事研究了來自5個星系的5個FRB——由「澳大利亞平方公裡陣列探路者」（ASKAP）射電望遠鏡檢測到。對每個FRB，研究人員比較了不同頻率無線電波的到達時間，以計算這些FRB在穿越星際空間時遇到的重子的數量，然後，利用FRB所在星系與銀河系之間的距離，計算出了該路徑的重子密度。

研究表明，銀河系與5個FRB宿主星系之間的平均物質密度約為1個重子/立方米。普羅查斯卡說，銀河系中的物質密度約為星際物質密度的一百萬倍，這顯得星際物質「非常稀疏」，但所有這些物質加在一起，足以解釋宇宙中消失的普通物質，使普通物質佔現代宇宙總質能5%左右。

總編輯圈點

宇宙的大部分物質，都未曾對人類露出真容。除了95%的暗能量和暗物質，剩下的5%的「正常物質」裡，也有一半不知所蹤。遙遠宇宙中，會突然出現短暫而猛烈的無線電波暴發，時間短，能量強，這就是FRB。此次能發現數個FRB，也要多虧了位於澳大利亞的ASKAP，這是一個由36個無線電天線組成的陣列。從FRB得來的信息顯示，人類對普通物質構成的基本判斷沒什麼問題，一部分普通物質，確實漂浮在無垠的星際空間中。

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  • 宇宙中一半的普通物質消失了——現在可能已經被找到了
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  • 宇宙中一半的普通物質消失了——現在可能已經被找到了
    Credit: CSIRO/Alex Cherney終於，宇宙中所有的普通物質似乎都被我們發現並解釋了。天文學家們對宇宙中的物質進行了一次新的普查，他們研究了來自其他星系的射電波閃光——也就是快速射電暴（fast radio bursts, FRB）——是如何在到達地球的途中被粒子扭曲的。
  • 宇宙普通物質中40%的潛藏部分或首次發現
    科技日報北京11月9日電 （記者劉霞）現代宇宙學研究告訴我們，宇宙中構成恆星、行星和星系的普通物質只佔4.9%，而其中約40%迄今尚未「現身」，這些普通物質以熱氣體的形式隱藏在複雜的宇宙網中。據物理學家組織網近日報導，法國研究人員日前表示，他們通過對20年來科學家獲取的數據進行分析，很可能首次發現了這些潛藏的普通物質。法國國家科學研究中心（CNRS）的科學家開展了這項研究，相關論文發表於11月6日出版的《天文學與天體物理學》雜誌。
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    據報導，前段時間，來自法國的科學家團隊，通過研究，發現宇宙中構成恆星、行星和星系的普通物質中，潛藏著40%的特殊物質，這些物質藏身於複雜的宇宙網之中，在宇宙中具有重要地位，這項研究也發表在《天文學與天體物理學
  • 人類找不到宇宙中一半的重子物質,難道它被隱藏起來了嗎
    首先，讓我們面對一個殘酷的現實：我們對宇宙幾乎一無所知。當然，我們已經確定了一些事情：我們知道暗物質和暗能量的存在，我們知道宇宙大爆炸。我們知道星系是如何在數十億年中形成的。最痛苦的是，我們知道「正常」物質只佔宇宙質量和能量的5%。更糟的是：我們真的不知道正常物質的一半去哪裡了，難道它被有意隱藏了嗎？
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  • 宇宙遺失了1/3的物質，它們去哪了？快遞盒大小的設備發現秘密
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    普通物質可能只佔宇宙質量的5%，但這並不一定意味著我們知道它在哪裡。事實上，20年來，天文學家一直在試圖弄明白為什麼宇宙中沒有應有的那麼多。現在，一個國際團隊已經聯合起來解決了丟失的重子問題，並找到了它，漂浮在星星之間的空間中。我們在宇宙中所能探測到的所有物質都是由重子粒子組成的。
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  • 為何今天的宇宙由物質組成?宇宙中的反物質為何離奇消失?
    為了解釋這個問題，他提出了狄拉克海的概念，認為宇宙中本來就有各種帶有負能量的粒子，只不過它們的能級都被填滿了，所以我們只能看見普通的粒子。　　可是，今天的宇宙中幾乎只有普通物質，除了一些粒子的衰變、宇宙射線或者人類的實驗中，幾乎沒有反物質的存在。那麼，它們到底去哪了呢？　　反物質消失之謎　　這個問題一直是困擾著科學家的終極謎題，甚至在各種科學謎題的排行榜中都有它的身影。多年以來，科學家們一直試圖找到這個問題的答案，並提出了多種理論。
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  • 天文學家發現「缺失的物質」，解決了長達數十年的外層空間之謎
    自90年代中期以來，科學家一直在嘗試定位宇宙普通物質的一半。他們認為那是因為大爆炸留下的線索而已，但從未見過。宇宙的大部分被理解為「暗物質」和「暗能量」，這是從未有人直接看到的。但是，對於天文學家來說，還有一個奧秘，那就是他們找不到宇宙中普通物質的一半左右。
  • 異能空間小說,她帶著空間,星際+末世+宇宙+古代,去哪也不用愁
    異能空間小說，她帶著空間，星際+末世+宇宙+古代，去哪也不用愁一本好書才是值得人去追番，跌宕起伏的劇情，腦洞大開的世界，好書難找但是愛上小說很簡單，小編今天推薦異能空間小說，其中力薦《重生星際空間女皇》。小說講述主角都說金手指開多了，招雷劈，要是能劈死她周圍那群渣，求下雷！
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    （baryonic matter），也就是我們日常生活中能接觸到的普通物質，只佔宇宙質量的4.9%。法國天文學家終於直接觀測到星系際溫熱介質，這正是失蹤的重子物質的可能成分。宇宙的質量由重子物質、暗物質和暗能量這3大類構成，三者分別大約佔據宇宙質量的4.9%，26.8%和68.3%。其中，暗物質是不參與電磁相互作用的物質，而暗能量是主導宇宙膨脹的能量。
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