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2025新研究:快速射电暴揭秘 宇宙普通物质分布图景渐明

   时间:2025-12-28 13:20:07 来源:ITBEAR编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

当我们透过望远镜凝视深邃夜空,那些璀璨星系中闪耀的恒星与盘旋的行星,似乎构成了宇宙的全部。然而科学家早已发现,这些可见天体仅占宇宙物质总量的极小部分。大爆炸理论预言,构成恒星、行星乃至人类的普通物质应占宇宙总量的5%,但传统观测手段始终无法找到这些"失踪物质"的踪迹,这个困扰学界数十年的谜题,直到新型天文工具的出现才迎来突破性进展。

最新研究显示,宇宙中99.5%的物质并非以恒星形式存在。由加州理工学院与哈佛天体物理中心组成的团队,通过分析69个快速射电暴的传播路径,首次绘制出普通物质在宇宙中的精确分布图。这项发表于《自然》期刊的研究证实,约76%的普通物质隐藏在星系之间的广袤空间,这些弥散介质以每立方米仅1个原子的超低密度,在920亿光年直径的宇宙中累积出惊人总量。

研究团队使用的核心工具是快速射电暴——这种持续仅毫秒的宇宙级闪光,其瞬间释放的能量相当于太阳三天的辐射总量。自2007年首次发现以来,科学家逐步确认这些爆发源自磁星:由大质量恒星坍缩形成的中子星,其磁场强度达到地球的千万亿倍。当射电暴穿越宇宙时,高温星系际气体中的自由电子会减缓较长波长电波的传播速度,这种色散效应如同宇宙尺度的"量尺",使天文学家得以精确计算射电暴穿越的物质总量。

实验数据揭示了惊人的物质分布:在可观测宇宙中,仅有9%的普通物质存在于恒星内部,15%分布在星系晕区域,剩余76%则填充在星系之间的虚空。这个比例与大爆炸理论预言的5%普通物质总量完全吻合,验证了宇宙诞生初期形成的物质总量计算模型。研究负责人解释道:"这就像通过城市灯光推测人口分布,我们终于找到了宇宙物质的'暗区'。"

尽管普通物质的谜题得以破解,但宇宙学研究仍面临更大挑战。现有观测表明,暗物质与暗能量占据宇宙总质能的95%,其中暗物质质量是普通物质的五倍以上。这种神秘物质虽不发光,却通过引力透镜效应显露踪迹——星系团使背景光线弯曲的程度,远超可见物质产生的引力效应。而暗能量更是在推动宇宙加速膨胀,其本质至今仍是物理学最大未解之谜。

随着射电望远镜技术的进步,科学家正迎来观测革命。即将建成的平方公里阵列射电望远镜(SKA)预计每年可探测上万个快速射电暴,这种海量数据将帮助绘制更精确的宇宙网三维结构。从追踪原子分布到解码暗物质,人类对宇宙的认知正在突破可见光的界限,在无线电波的幽暗深处,新的宇宙图景正逐渐清晰。

 
 
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