5兆公里（5 trillion kilometers）的 隱密宇宙被揭開 ─ 失蹤物質終於在太空中漂浮

tamanmidah

5兆公里（5 trillion kilometers）的 隱密宇宙被揭開 ─  失蹤物質終於在太空中漂浮




長期以來，我們自認為至少在整體上了解了宇宙的分佈。

我們曾經認為 恆星（stars）、星系（galaxies）、行星（planets）和 星際氣體（interstellar gas）加在一起，
可以解釋我們所謂的 “普通物質 / ordinary matter”，或者說 "重子物質 / baryonic matter" 。

但有一個問題：這些計算根本站不住腳。這是因為即使是最優秀的計算也估計，宇宙中存在著比我們用儀器觀測到
的物質數量 還要多得多的 缺失物質。


他們利用射電閃光對宇宙進行了稱重，並且成功了。
這個轉折點伴隨著一種不同尋常的工具的出現：快速電波暴（Fast Radio Bursts , FRB）。

為了理解這一點，想像一下射電閃光像強大的手電筒一樣劃過宇宙，照亮其路徑上的一切。

這些閃光持續幾毫秒，來自數十億光年外。起初，它們看起來像許多其他天文現像一樣。但有一件事引起了我的注意：
當它們穿越太空時，它們的訊號會略微減慢，這清楚地表明它們正在與某種看不見的物質相互作用。

介質越緻密，延遲就越大。

從那時起，美國 加州理工學院（California Institute of Technology ，Caltech）和 美國 麻薩諸塞州
（Massachusetts）哈佛-史密森天文物理中心（英文：Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian ,
CfA）的科學家開始 將快速電波暴視為宇宙探測器。

他們利用 69個精確定位的快速電波暴（已知源星系和距離）的數據，做了一件不可思議的事：測量星系之間的距離。

例如，其中一個被分析的訊號來自 91億光年（ 9.1 billion light-years）之外，這簡直是有史以來記錄到的最遙遠的
快速電波暴。這一切都要歸功於像 加州 沙漠中的  深層綜合陣列-110這樣的網絡（Deep Synoptic Array-110），
以及遍布全球的天文台。


看不見的大多數：76%的正常物質漂浮在星系之間
直到故事出現新的轉折。

數據分析顯示，宇宙中約 76%的普通物質靜靜地漂浮在星系際介質中。

我們的意思是，我們過去所說的缺失物質並非隱藏在恆星內部或星系中心，而是以電離氣體的形式漂浮在星系之間。

這結果並非憑空而來；事實上，它與先進的宇宙學模擬的預測完全吻合，但在此之前，尚無人能直接證實。

這就像我們之前只看到了物質的影子（正如一位研究人員所說），但現在我們擁有了足夠的清晰度來理解它背後
隱藏的東西。

這些數字令人印象深刻：

-   76%的重子物質存在於星系際介質（IGM）中。
-   15%集中在星系周圍的熱氣體暈。
-   只有一小部分存在於星系內部，形成恆星、行星 或 冷氣體。

值得記住的是，當我們談論「普通物質」時，我們指的是由質子、中子和電子組成的物質，這與暗物質或暗能量
（佔宇宙的 85%）截然不同。


宇宙線（Cosmic threads）、缺失質量 以及 對新物理學的探索
能夠追蹤這些物質在宇宙中的分佈，我們也能更好地理解星係是如何形成的，光是如何傳播 數十億光年
（billions of light-years）的，以及超新星爆炸 和 黑洞等極端事件如何影響周圍環境。

這項發現也為更大的問題鋪平了道路。

這種新的精準度最終能否讓我們了解中微子的品質？

這些幾乎不可見的粒子一直在我們體內穿梭，但它們可能蘊藏著我們未知的新物理學線索。

或許最令人興奮的是，這只是冰山一角。

美國正在建造的 DSA-2000項目預計每年將探測到多達 1萬次 快速射電暴，因此能夠繪製出「宇宙網路」的詳細圖譜。

想像一下，快速電波暴（Fast Radio Bursts , FRB）與美國  詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）
並肩作戰，他剛剛在黑暗中發現了超過80萬個星系。