天文学家利用神秘的快速射电暴解开了数十年前的“失踪物质”之谜,这种现象早就被预言存在于宇宙中,天文学家并且已经搜寻了将近30年了,但从未被发现过。研究人员已经确定,所有未被解释的正常物质都存在于恒星和星系之间的广阔空间中。

天文学家们从大爆炸的测量中知道宇宙开始时有多少物质。但是当他们观察现在的宇宙时,却找不到一半应该在那里的东西,这着实有点尴尬。星系际空间非常稀疏,丢失的物质相当于一间普通办公室大小的房间里一两个的大小。因此,用传统的技术和望远镜很难探测到这种物质。

原子

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研究人员利用快速射电暴现象直接探测到了丢失的物质,这种短暂的能量闪光似乎来自天空中的随机方向,持续时间只有几毫秒。科学家们还不知道是什么导致了这种现象,但它必须包含难以置信的能量,其相当于太阳在80年内释放的能量总和。由于天文学家不知道何时何地寻找它们,因此很难发现它们。

快速射电暴所产生的辐射被丢失的物质扩散开来,就像你在棱镜中看到太阳光的颜色一样。研究人员现在已经能够测量到足够快的射电暴的距离来确定宇宙的密度。只需要6个人就可以寻找这种丢失的物质。这种情况下丢失的物质是重子物质,或者像构成恒星、行星和人类的质子和中子那样的“正常”物质。它不同于暗物质,暗物质仍然难以捉摸,约占宇宙总物质的85%。

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科学家们一直用最大的望远镜寻找这一失踪物质,但都没有成功。快速射电暴的发现及其对遥远星系的定位,是解决这一谜团所需的关键突破。

关键就在于是使用的望远镜,即CSIRO的澳大利亚的ASKAP射电望远镜。该望远镜的视场很宽,大约是满月的60倍大,可以以高分辨率成像。这意味着天文学家可以相对容易地捕捉到爆发,然后以难以置信的精度精确定位到它们的宿主星系。当脉冲群到达望远镜时,它会在几秒钟内记录下一次实景回放。这使得它能够精确地确定200米外一根头发宽度的快速无线电脉冲的位置。

研究小组还确定了快速无线电暴的距离与它在宇宙中传播的方式之间的关系。他们已经发现了相当于哈勃-莱迈特定律的星系。支撑着所有星系在宇宙学距离上测量的哈勃-莱迈特定律认为,星系离我们越远,远离我们的运动就越快。

这项研究成果发表在5月28日的《自然》杂志上,题为“局部快速射电暴产生的宇宙重子普查”。