意想不到的宇宙聚块可能反驳我们的宇宙的最佳理解

By Ben Turner

2023/12/26 

Space

这种中心围绕一个被称为S8值的宇宙结块性的一个紧张可能加入推翻我们的这个宇宙如何演化了的最佳图片中的哈勃紧张。

哈勃太空望远镜的深场. (Image credit: NASA/ESA)

一项超过2500万个星系的堪查已经发现了一个天文学家如何测量宇宙的结块性中奇怪的矛盾，它可能威胁描述宇宙如何形成和演化的宇宙学的标准模型。

由测量被遥远星系的强大引力场翘曲光发现的这种差异提示这个宇宙以前预测的远更少被包在一起的 。

如果测量是准确的，它将加入哈勃紧张为又另一个对我们的这个宇宙如何演化的前直觉的重大挑战------一个可能让位给新物理学或甚至一个完全的不同的宇宙模型。研究人员于12月11日在《物理评论D》杂志上发表了他们的发现。

普林斯顿大学天体物理科学系主任迈克尔·施特劳斯（Michael Strauss）在一份声明中说，“在这里我们仍是相当谨慎的，我们不是正在说我们刚刚已经发现了现代宇宙学都是错的。统计数据显示只有 20 分之一的机会这刚好是由于机会，这有说服力但并不完全的确定。但随我们天文学界在多次实验中来到了相同的结论，随我们继续保持做这些测量，也许我们正在发现它是真实的”。

按照宇宙学的标准模型，在大爆炸后年轻的宇宙是一个翻腾的由于一种被称为暗能量的看不见的力开始了迅速膨胀的等离子体肉汤。随宇宙成长了，与光相互作用的普通物质围绕看不见的暗物质凝结成团块来创造第一个星系，被一个广大的宇宙之网连接在一起。如今，宇宙学家认为普通物质、暗物质和暗能量分别构成宇宙的5%、25%和70%左右。

     然而，这幅画有越来越多的问题。为测试他们的模型，天文学家往往将过去与现在的宇宙比较。他们的过去测量被从宇宙微波背景（CMB）得出，这是宇宙在大爆炸后38万年留下的它的来源的第一光的静态嘶嘶声（重新结合原子）。

然而哈勃常数------一个跟踪宇宙膨胀率的值------被从宇宙微波背景预测与从当代宇宙中天体得来的计算不一致。这种差异已经导致了一个宇宙学中被称为哈勃紧张的危机，。

关于宇宙的结块性的新差异中心围绕一个叫S8的数字，该数字测量跨宇宙中多少物质聚集或一起聚块。在用普朗克卫星来研究宇宙微波背景（CMB）后，天文学家先前将这个数据插入宇宙学的标准模型并得到一个为0.83的S8的被预测值 

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这个与用日本斯巴鲁望远镜的S8的新测量相冲突，该望远镜研究了在星系中多少光被物质的存在翘曲。研究人员取了它的结果并产生了一个 S8 的更小值 0.77。新结果被另外两个用引力透镜映射宇宙的物质的合作复制------暗能量勘察和千度勘察------ 使一个单个的异常结果不太可能。

参与分析的普林斯顿大学副研究学者阿伦卡纳瓦底在声明中说，“我们正在确认在社区中一个越来越多的在早期宇宙中聚块的测量（从CMB测量）和从星系的'仅'90亿年前时代之间有一个真正的差异的感觉”。

尽管这个问题又指向我们的宇宙的理解中的另一个大洞，但宇宙学家还没有伟大的方法来填补它。宇宙学家关于宇宙中暗物质的量或它如何一起聚集是错的是有可能的。也许暗能量在宇宙生命的过程中变化过了------一个用对宇宙学的标准模型的调整会解决S8和哈勃紧张的解释。

或者也许最令人兴奋的是，这可能意味着标准模型被破坏需要一个完全替换。为让科学家来确实知道，他们将用甚至更强大的望远镜做出更精确的测量。两个竞争者是在智利的鲁宾天文台（Vera C. Rubin）和南希罗曼太空望远镜（Nancy Grace Roman），它们将分别于2025年和2027年上线。

https://www.livescience.com/space/unexpected-cosmic-clumping-could-disprove-our-best-understanding-of-the-universe