当我们透过望远镜凝视浩瀚星空，璀璨的星系、耀眼的恒星与神秘的行星构成了视觉盛宴。然而，这些看似占据宇宙主导地位的巨型天体，实则仅是宇宙物质图景的冰山一角。科学家长期面临一个核心矛盾：大爆炸理论预测宇宙中约5%的物质应由质子、中子和电子构成的普通原子组成，但这些原子在恒星与星系中的分布比例远低于预期。这一谜题促使天文学家将目光投向星系之间的广袤虚空——那里可能隐藏着解开宇宙物质之谜的关键线索。
传统观测手段显示，宇宙中约有数千亿个星系，每个星系包含数千亿颗恒星，恒星总数达10的23次方颗，原子总数更达10的82次方个。但精确计算表明，恒星仅占宇宙物质总量的0.5%，自由漂浮的原子数量是恒星原子的十倍，而除氢、氦外的其他元素仅占0.03%。这种巨大落差迫使科学家重新审视物质分布：若恒星与星系中的物质占比如此之低，剩余的普通物质究竟藏身何处？
星系际介质——这个被称作“宇宙虚空”的区域，成为破解谜题的核心战场。尽管其密度低至每立方米仅1个原子，远不及地球空气密度的万亿亿分之一，但考虑到宇宙直径达920亿光年，这种弥散物质的总质量依然惊人。更棘手的是，星系际介质温度高达数百万摄氏度，仅能通过X射线望远镜观测。然而，现有X射线望远镜的灵敏度受限于体积，难以捕捉这些高温气体释放的极短波长X射线信号。
转机出现在新型观测工具的应用上。2007年首次发现的快速射电暴，成为探测星系际空间的革命性工具。这种在一毫秒内释放相当于太阳三天能量的强烈射电波爆发，其源头被证实为遥远星系中的致密中子星残骸——特别是磁场强度达地球千万亿倍的“磁星”。当射电暴穿越宇宙时，电波会与高温气体中的电子相互作用，导致较长波长电波速度减缓，产生类似三棱镜分光的色散效应。通过测量色散量，科学家得以精确计算射电暴穿越的星系际气体总量。
2025年6月发表的一项突破性研究，由加州理工学院与哈佛天体物理中心团队完成。他们利用加州110台射电望远镜组成的阵列，对69个快速射电暴展开分析，最终揭示：宇宙中76%的普通物质存在于星系之间的空间，15%位于星系晕区域，仅9%存在于恒星内部。这一发现完美印证了大爆炸理论的预测——宇宙诞生初期形成的普通物质占比约为5%，为理论提供了关键实证。
目前，人类已记录数千个快速射电暴，而未来即将建成的射电望远镜阵列，预计将每年发现1万个新信号。这种庞大的数据量不仅能帮助科学家统计原子数量，更将绘制出宇宙网的三维结构——这张由暗物质引力编织的丝状网络，承载着宇宙大尺度结构的形成奥秘。尽管快速射电暴的研究已取得重大进展，但宇宙的物质图景仍存在更大谜团：暗物质与暗能量合计占据宇宙总质能的95%，其中暗物质质量是普通物质的5倍以上，却始终无法被直接探测；暗能量则驱动宇宙加速膨胀，其本质至今成谜。
从星系到星系际空间，从普通原子到暗物质，人类对宇宙的认知正在不断突破边界。尽管暗物质的粒子性质与暗能量的作用机制仍笼罩在迷雾中，但科学家已通过快速射电暴等创新手段，首次勾勒出普通物质在宇宙中的完整分布图谱。这场探索宇宙物质真相的征程，既是对大爆炸理论的终极验证，也为揭开暗物质与暗能量之谜奠定了基石。
