天文學家找到宇宙中“失蹤”的物質 | 路透社

圖1/2 在這張2025年6月16日發佈的未註明日期的照片中，由射電望遠鏡組成的深空同步陣列（DSA）網絡正指向美國加利福尼亞州畢曉普附近加州理工學院歐文谷射電天文台的天空。維克拉姆·拉維/加州理工學院/歐文谷射電天文台/路透社提供

在這張2025年6月16日發佈的未註明日期的照片中，由110台射電望遠鏡組成的深空同步陣列（DSA）網絡正指向美國加利福尼亞州畢曉普附近加州理工學院歐文谷射電天文台的天空。維克拉姆·拉維/加州理工學院/歐文谷射電天文台/路透社提供 購買授權 權利，打開新標籤頁華盛頓，6月16日（路透社） - 宇宙有兩種物質。一種是不可見的暗物質，僅因其在大尺度上的引力效應而被知曉。另一種是普通物質，如氣體、塵埃、恆星、行星以及像餅乾麪糰和獨木舟這樣的地球上的事物。科學家估計，普通物質僅佔宇宙總物質的15%，但長期以來一直難以確定其全部位置，約有一半下落不明。藉助來自宇宙中69個位置的強大無線電波爆發，研究人員現已找到這些"失蹤"物質。通過路透社可持續轉型通訊，瞭解影響企業和政府的最新ESG趨勢。點擊此處註冊

廣告·繼續滾動研究人員表示，這些物質主要以稀薄氣體形式隱藏在星系間廣袤空間，通過其對穿越太空的無線電波的影響而被探測到。這種稀薄氣體構成了星系間介質，類似於星系間的霧氣。

科學家此前通過計算大爆炸遺留的光線（約138億年前引發宇宙的事件）確定了普通物質總量，但實際只能找到其中一半。

“因此我們一直糾結的問題是：它藏在哪裏？答案似乎是：在遠離星系的彌散宇宙網中，“哈佛大學天文學教授、該研究主要作者利亞姆·康納表示。該研究週一發表在《自然·天文學》（新標籤頁打開）期刊上。廣告·繼續滾動研究人員發現，缺失物質中較小的一部分存在於星系（包括我們的銀河系）周圍彌散物質的光暈中。

普通物質由重子組成，這些亞原子粒子（質子和中子）是構成原子的基本成分。

“人類、行星和恆星都由重子構成。而暗物質則是構成宇宙大部分物質的神秘存在。我們尚不清楚何種新粒子或物質組成了暗物質。我們對普通物質瞭如指掌，只是此前不知道它們藏身何處。“康納解釋道。

那麼如此大量的普通物質為何會流落宇宙荒野？當大質量恆星在超新星爆發時，或是星系內部的超大質量黑洞“打嗝”（吞噬恆星或氣體後噴出物質）時，巨量氣體會被拋射出星系。“如果宇宙是個更單調的所在，或者物理定律有所不同，你可能會發現所有普通物質都會墜入星系、冷卻、形成恆星，直到每個質子和中子都成為恆星的一部分。但現實並非如此。“康納説道。

正是這些劇烈的物理過程，將普通物質拋灑到浩瀚宇宙的荒蕪地帶。這些氣體並非尋常狀態，而是以等離子體形式存在——電子與質子相互分離。

探測和測量缺失普通物質的機制利用了快速射電暴（FRB）現象，這種來自宇宙遙遠深處的強大無線電波脈衝。雖然其確切成因仍是謎團，但主流假説認為它們源自高度磁化的中子星——大質量恆星超新星爆發後遺留的緻密星體殘骸。

當無線電波頻率的光從快速射電暴(FRB)源頭傳播到地球時，它會像稜鏡將陽光分解成彩虹一樣分散成不同波長。這種色散程度取決於光路徑中的物質含量，從而為定位和測量原本難以發現的物質提供了機制。

科學家們分析了來自69個快速射電暴的無線電波，其中39個是通過加州畢曉普附近歐文斯谷射電天文台的110台望遠鏡組成的"深視場陣列"發現的，其餘30個則藉助其他望遠鏡觀測到。

這些快速射電暴距離地球最遠達91億光年，創下迄今觀測到的最遠記錄。一光年即光在真空中行進的距離，約為5.9萬億英里(9.5萬億公里)。

通過全面核算所有普通物質，研究人員確定了其分佈情況：約76%存在於星系際空間，15%位於星系暈中，剩餘9%集中在星系內部——主要以恆星或氣體形態存在。

“我們現在可以着手研究宇宙普通物質更重要的未解之謎，“康納表示，“更進一步探索：暗物質的本質是什麼？為何難以直接測量？”

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