撰文：本·特纳                  2023年10月19日

宇宙的大部分，是由我们看不见的物质组成的。（图片：Shutterstock）

天文学家发现了最古老的“心跳”无线电信号，他们想用它来寻找宇宙中缺失的一半物质。

这个神秘的信号——一种名为FRB 20220610A的快速射电暴——是在宇宙过去80亿年后发现的，它的光从三个合并星系的中心有节奏地脉动。

天文学家表示，由于快速射电暴（FRB）比之前的记录保持者古老和遥远1.5倍，它的光可以用来找到宇宙的近似重量，也许还可以计算出它一半的物质去了哪里。研究人员于10月19日在《自然》杂志上发表了他们的发现。

该研究的共同主要作者、澳大利亚斯温伯恩大学天体物理学教授瑞恩.香农在一份声明中说：“如果我们统计宇宙中正常物质的数量——我们都是由这些原子组成的——我们会发现，今天应该存在的物质中，有一半以上是缺失的。我们认为缺失的物质隐藏在星系之间的空间中，但它可能非常热和易于扩散，使用正常技术无法看到。”

目前，有两种方法可以模拟我们宇宙中包含的物质。第一种是利用引力透镜来观察有多少物质，扭曲了来自遥远星系的光在太空中的路径；第二种是观察来自宇宙微波背景的，宇宙第一束光——大爆炸的残余辐射，可以揭示宇宙黎明时物质聚集在一起的位置，以及它是如何随着时间的推移而进化的。

然而，问题是这些方法不一致，产生了一种被称为Sigma-8张力的差异，这种差异可能会撕裂宇宙学的标准理论。失踪物质可能在哪里还不确定，但天文学家有一种预感，它漂浮在星系间空间中，漂浮在巨大的、弥漫的气体和尘埃云中。但要测量这些云，天文学家需要强大的光源。

快速射电暴非常适合这项工作——在几毫秒内释放的能量，比太阳一年释放的能量还要多。天文学家长期以来一直对这些突然明亮的闪光的来源感到困惑。但由于FRB主要从数百万甚至数十亿光年外的星系爆发，并迅速变亮，科学家们一直在努力确定它们。

FRB的一个已知来源是射电脉冲星或磁星，这是一种高磁化、快速旋转的死星外壳。死恒星拥有比地球强数万亿倍的异常强的磁场，在太空中旋转，像巨大的灯塔一样，从两极发出强烈的无线电波束。

当FRB脉冲在太空中移动时，它们移动的物质会分离出光脉冲的不同频率，从而在信号中的高频和低频到达之间产生滞后。根据这一延迟的长度，天文学家可以计算出爆炸经过了多少物质。

到目前为止，天文学家只探测到宇宙过去50多亿年的爆发，而这还太晚，无法进行计算。但新的快速无线电爆发，可以追溯到宇宙130亿年前的80亿年，给了人们新的希望。

   香农说：“虽然我们仍然不知道是什么导致了这些巨大的能量爆发，但这篇论文证实了快速射电暴是宇宙中常见的事件，我们将能够利用它们来探测星系之间的物质，并更好地了解宇宙的结构。”