宇宙竟然在變熱？_風聞

　　素材來源： 俄亥俄州立大學

　　翻譯：張宇辰

　　校對：王婧彧 王茸 張硯斌 楊伯順

　　審閲：牧夫校對組

　　美編：崔鬱

　　後台：庫特莉亞芙卡 李子琦 徐⑨坤

　　一項新研究發現宇宙正在變熱

　　Credit: Greg Rakozy

　　一項新研究發現，宇宙正變得越來越熱。

　　這項研究被髮表在在10月13日的《天體物理學雜誌》上，探索了宇宙過去100億年的“温度歷史”。他們發現，宇宙中氣體的平均温度在這段時間內增加了10倍以上，達到了今天的200萬開爾文。

　　“我們的新測量結果直接證實了Jim Peebles的開創性工作。Jim Peebles是2019年諾貝爾物理學獎的得主，他提出了宇宙中大尺度結構形成的理論,” Yi-Kuan Chiang説。Yi-Kuan Chiang是該研究的第一作者,也是俄亥俄州立大學宇宙論與天體粒子物理學中心的研究員。

　　宇宙的大尺度結構是指星系和星系團在單個星系之外的尺度上的總體模式。它是由暗物質和氣體的引力坍縮形成的。

　　Chiang説:“隨着宇宙的演化，引力將空間中的暗物質和氣體聚集在一起，形成星系和星系團。這種拉扯是如此猛烈，以至於越來越多的氣體受到衝擊和加熱。”

　　這些發現向科學家展示瞭如何通過“測量宇宙温度”來記錄宇宙結構形成的進程。

　　研究人員使用了一種新方法，使他們能夠估算離地球較遠(即更古老)氣體的温度，並將它們與離地球較近（也更年輕）的氣體進行比較。他説，現在研究人員已經證實，由於宇宙結構的引力坍縮，宇宙會隨着時間而變得越來越熱，而且這種加熱可能會持續下去。

　　為了瞭解宇宙的温度是如何隨時間變化的，研究人員使用了普朗克和斯隆數字巡天（SDSS）兩個項目收集的空間光線數據。普朗克是歐洲航天局的任務，美國航空航天局（NASA）也密切參與其中；SDSS則收集宇宙的詳細圖像和光譜。

　　他們結合了兩個任務的數據，並通過測量紅移來評估熱氣體的遠近距離。紅移是天體物理學家用來估計觀測到遙遠物體的宇宙年齡的概念。(“紅移”得名於光的波長變長的方式。宇宙中越遠的東西，它的波長就越長。宇宙學家稱這種延長為紅移效應。)

　　紅移的概念之所以成立，是因為我們看到的來自遙遠空間物體的光，比從地球附近物體上的光更古老——來自遙遠物體的光經過更長的旅程到達我們這裏。這一事實，連同一種利用光估算温度的方法，使得研究人員能夠測量早期宇宙中氣體（那些圍繞在遙遠物體周圍的氣體）的平均温度，並將其與近地氣體的平均温度進行比較。

　　研究人員發現，在今天的宇宙中，那些近地物體周圍的氣體温度約200萬開爾文。這大約是在遙遠的古老天體周圍氣體温度的10倍。

　　Chiang説，由於星系和結構形成的自然過程，宇宙正在變暖。這與地球變暖無關。“這些現象在不同的尺度上發生，”他説，“它們一點兒關係都沒有。”

　　這項研究是與卡弗裏宇宙物理和數學研究所、約翰霍普金斯大學和馬克斯普朗克天體物理研究所的研究人員合作完成的。

『天文時刻』 牧夫出品

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側視星系NGC 5866

影像提供: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); 志謝: W. Keel (U. Alabama)