人类对宇宙密度和结构有了新见解

宇宙中的高质量物体并不是“完美透镜”,当它们使光线偏转时会产生扭曲,产生的图像看起来就像是透过酒杯底部看到的一样。图片来源:物理学家组织网

据物理学家组织网近日消息,宇宙学家们利用引力透镜,重新确定了宇宙物质的密度和结构,进而可以为宇宙的总质量“称重”。该成果属于欧洲的“千平方度巡天”计划,相关报告发表在《天文学与天体物理学》期刊上。

100多年来,科学家们一直试图更精确地了解宇宙的“体重”。这一认识对天文学研究的发展非常关键,因为物质和能量的平均密度被称为宇宙密度参数,这一参数也正是标准宇宙模型的核心。不过,宇宙的质量非常难以衡量,因为科学家不但要了解宇宙中恒星和星系的重量,还要知晓现在对我们依然很神秘的暗物质、尘埃云甚至是中性氢的质量。

此次,包括德国波鸿鲁尔大学天文学家在内的团队,对宇宙中物质密度和结构的研究有了新见解。研究人员稍早时间加入到欧洲的“千平方度巡天”计划,研究宇宙密度结构数据上的差异。在一项最新分析中,研究结果涵盖了额外的红外线数据,使得差异更加突出,而这些差异可能暗示着宇宙学标准模型的缺陷。

新研究利用引力透镜效应确定了物质的密度和结构,并指出:当宇宙高质量物体偏转来自星系的光线时,这些星系会以扭曲的形式出现,与地球上实际观察时的位置不同,基于这一效应,科学家们可以计算出偏转物体的质量,从而推算出宇宙的总质量。

研究人员表示,这一数据集是唯一一个基于引力透镜效应,并用额外红外数据校准的数据集,这或是与此前普朗克联盟研究数据偏离较大的原因。研究小组使用类似的校准方法评估了另一组数据集,结果与普朗克联盟研究的值出现较大差异。

这些显著的偏差,正引发科学家们的激烈争论,其是否意味着宇宙学标准模型是错误的?目前还需要更精确的物质密度和结构数据,相关研究或在2020年展开。(记者 张梦然)