无处可逃，失踪重子物质的谜团终于被解开，一切归功于星系际脉冲
终于，困扰科学家多年的宇宙物质缺失之谜！
科学家们花了三十年的时间试图找到宇宙中应该存在的所有“正常”物质的一半。一篇新论文声称终于找到了这个丢失的东西，这是通过测量入射的快速射电暴而发现的
这是入射的快速射电波长的图像。有一些轨迹是在星际空间中与自由电子相遇的结果，也就是重子物质缺失的证据。资料来源：ASKAP
“大爆炸宇宙学”是现代宇宙学中最具影响力的理论。它的主要思想是宇宙曾经有过从热到冷的演化史。在此期间，宇宙系统不断膨胀，导致物质密度由稠密演化为稀疏，犹如一场巨大的爆炸。来源：Collective-evolution
在过去的三十年里，科学家们一直在努力寻找宇宙中应该存在的“普通物质”的近一半。一篇新论文声称已经找到了缺失的部分，并且是在测量传入的快速无线电时发现的。
“从大爆炸时的测量，我们知道宇宙开始时有多少物质。”让·皮埃尔·麦格尔特，澳大利亚科廷科技大学研究员，在《自然》上发表新闻稿的作者“但是当我们审视现有的宇宙时，我们找不到一半应该存在的东西。这有点尴尬我们，”第一作者天体物理学家说。
Maguert所说的缺失物质其实就是重子物质，是我们看得见、摸得着的物质，是暗物质的对立面，但这是另外一回事。由中子和质子组成的重子物质在我们周围的一切事物中都可以检测到，比如行星、人类、北极熊，甚至云层和iPhone。理论预测表明，重子物质占宇宙的4%到5%，但科学家只能解释宇宙异常比例记录的一半左右。
图为星际空间。图片来源：thehungryjpeg
这篇新论文声称已经解开了这个谜团，找到了星际空间深处缺失物质的微量密度。“星际空间非常罕见，”麦奎雷特说。“丢失的物质大约是一个正常大小的办公室中一两个离子的大小。所以用传统的望远镜和方法很难探测到这个物质。”
在星际介质中发现漂浮的失踪物质并不是一个令人震惊的结果，但科学家们以前从未能够检测或测量过它。天体物理学家现在可以松一口气了，因为作者所描述的“重子普查”与理论模型是一致的。
从宿主星系到地球的快速无线电传输图像。来源：ICRAR
这一发现的重点是一种奇怪的天空现象，即快速射电。2007年首次发现，快速无线电非常强大，但短暂的能量闪光来自遥远的星系。科学家们还不确定是什么导致了快速无线电，而且由于爆发似乎是随机出现的并且只持续大约几毫秒，因此无法预测它们何时会发生。
我们可能不完全了解快速无线电，但它们很可能存在。重要的是，在使这一发现成为可能的一项发展中，科学家们能够非常精确地定位快速无线电的银河起源，确定这些脉冲从它们自己的起源到地球的距离。澳大利亚平方公里阵列射电望远镜(ASKAP)是位于珀斯（澳大利亚城市）以北800公里（500英里）处的射电望远镜，由澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)开发，正在制造这种可能的工具。
快速无线电探测中缺失物质的图示。图片来源：ICRAR
有了这个功能，McGuiret和他的同事分析了几次快速无线电脉冲，以确定这些脉冲在到达地球的途中受到了多少次反弹。星际空间中重子物质的分布可能很少，但当你旅行数百万光年时，你一定会遇到离散的、自由带电的离子——重子物质存在的决定性证据。
正如国际射电天文学研究中心在一篇文章中提到的那样，“在完全空旷的空间中移动时，所有快速射电波长都以相同的速度移动，但在缺失物质中移动时，一些波长移动得更慢。”该研究报告的作者称，这种方法“确定了沿每条射线的电子束密度，并导致存在每个电离重子”。
测得的密度与先前对宇宙中存在多少物质的估计非常吻合。令人惊讶的是，只需要6条快速无限的电力线就可以估计整个宇宙包含多少重子物质。这对他们所有人来说都是难以置信的。
就像阳光的颜色在棱镜中被切割一样，快速无限电荷的放射性物质可以被丢失的物质分散，”McGuiret说。“我们现在已经能够测量足够快的无限电荷来确定宇宙的密度。
在2018年的一篇类似论文中，研究人员研究了早期宇宙中的原始光源，并声称这可以解释缺失物质的产生。与上述新研究一样，这篇论文也指出星际介质是普通物质的藏身之处。
欧洲南方天文台(ESO)是欧洲最重要的天文学政府间组织，也是世界上最多产的地面天文台，由16个国家/地区组成。上图是天文台的甚大望远镜。来源;unawe
欧洲南方天文台的天文学家MariaLyubenova在接受美国有线电视新闻网采访时提到，另一个天文台，智利的甚大望远镜，成为了发现的关键。
“这项测量需要两个截然不同的望远镜的合作才能得出准确的结论，”Lyubenova告诉CNN，尽管她没有参与这项新研究。“普通物质在宇宙物质中的分布决定了星系、恒星、最终恒星形成的框架。”
一如既往，有一个独立的团队重复这些结果总是好的，但我们肯定在离真相越来越近的路上越来越远。重子物质，就算可以在宇宙中无处不在，也逃不过各种高级望远镜的眼睛。
BY：GeorgeDvorsky
FY：Priscilla
相关内容如有侵权，作品发表后请联系作者删除