T他的宇宙捉迷藏。但有时,即使天文学家对猎物可能藏身的地方有预感,他们也可能需要几十年的搜索才能证实这一点。宇宙的情况失踪的事-正如我在本月早些时候报告的那样,一个似乎已经结案的案例就是这样一个例子。对我来说,这是一个引人入胜的故事,在这个故事中,聪明的宇宙模型绘制了一张花了20年时间探索的宝藏图。
早在20世纪80年代,科学家们就知道,他们只能观测到宇宙中原子物质或重子的一小部分。(今天我们知道,所有重子加在一起被认为约占宇宙的5%——其余的是暗能量和暗物质.)他们知道,如果把他们能在宇宙中看到的所有物质——大部分是恒星和星系——加起来,大部分重子就会消失。
但是,究竟有多少缺失的物质,以及它们可能隐藏在哪里,这些问题在20世纪90年代开始变得尖锐起来。在那个时候,天文学家大卫特里特勒在加利福尼亚大学圣地亚哥的大学,提出了一种衡量遥远的Quasars的氘量的方法 - 在他们的中心有活跃的黑洞的明亮核心 - 在夏威夷凯克望远镜的新光谱仪.Tytler的数据帮助研究人员了解当今宇宙中缺少多少个Baryons,一旦所有可见的恒星和天然气都被占:往往的90%。
这些结果引发了激烈的争论,部分原因是泰特勒的个性。他说:“尽管当时有很多看似矛盾的证据,但他(坚持)自己是对的,基本上说其他人都是一群不知道自己在做什么的白痴。”罗马戴夫是爱丁堡大学的天文学家。“事实证明,他是对的。”
然后在1998年,jeremiah ostriker.和Renyue岑,普林斯顿大学天体物理学家释放了一个追踪宇宙历史的最初宇宙学模型。该模型表明,缺失的Baryons可能以星系之间的漫射(和在时间可测量)气体的形式烘干。
碰巧的是,戴夫可能是第一个告诉世界重子在哪里的人,击败了奥斯特里克和岑。在他们的论文发表前几个月,戴夫已经完成了他自己的一套宇宙学模拟,这是他的博士学位的一部分。在加利福尼亚大学,圣克鲁斯工作。他关于重子分布的论文表明,重子可能潜伏在星系间的暖等离子体中。戴夫说:“我并不是很欣赏这个结果。”。“哦,好吧,赢一些,输一些。”
戴夫继续在多年追随的问题上工作。他设想了躲藏在极热和非常漫反射气体的幽灵螺纹中的失踪物质,这些气体可以连接到Galaxy对。在astro说,这成为“热热的同时介质,”或突发血,一个令人作呕的术语。
许多天文学家继续怀疑,在星系的郊区可能有一些非常暗的星星,可以考虑到失踪事项的重要街道。但经过多十年的搜索,恒星中的重组数量,即使是最微弱的,也不超过20%。
越来越多的精密仪器投入使用。2003年,威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)测量了宇宙大爆炸38万年后的重子密度。它的密度和宇宙模型显示的是一样的。十年后,普朗克卫星证实了这个数字。
他说,由于最终未能找到隐藏的恒星和星系,而这些恒星和星系可能持有失踪物质,“人们的注意力转向了星系之间的气体——分布在数十亿光年低密度星系间空间的星系间介质。”迈克尔大鸥Boulder科罗拉多大学的天体物理学家。他和他的团队开始通过研究它对来自遥远类星体的光的影响来寻找这种突发奇想。氢、氦和氧等较重元素的原子吸收来自这些类星体灯塔的紫外线和X射线辐射。Shull说,这种气体“从光束中偷走了一部分光”,留下一条吸收线来吸收光。找到管线,你就会找到煤气。
氢和电离氧的最突出的吸收线在光谱的紫外线和X射线部分中的波长非常短。不幸的是,对于天文学家(但幸运的是,在地球上的剩余生命中),我们的大气层会阻挡这些光线。部分要解决失踪问题,天文学家推出了X射线卫星来映射这种光线。随着吸收线法,Shull说,科学家最终“占据了最多的,如果不是全部,那么在热的大爆炸中煮熟的预测的放芳官。”
其他团队采取了不同的方法,间接寻找缺失的重子。正如我这个月早些时候的故事显示现在,包括Shull的团队在内的三支团队表示,所有重子都已查明。
但是“一时兴起”是如此微弱,而事情又是如此分散,所以很难确定地结案。“多年来,研究人员之间有很多关于是否可能探测到温热星系间介质的争论,”说Kenneth Sembach他是巴尔的摩太空望远镜科学研究所的主任。“我怀疑还会有更多。最近的论文似乎是这个复杂而有趣的宇宙之谜的另一部分。我相信还会有更多的碎片,以及有关如何将这些碎片最佳地组合在一起的相关辩论。”
Katia Moskvitch是一位科技记者,总部位于伦敦,主编专业工程杂志。她写过关于物理学、天文学和其他方面的文章《自然》,《科学》,《科学美国人》,《经济学人》,《鹦鹉螺》,《新科学家》,英国广播公司和其他出版物。她是一名航空航天工程师,拥有新闻硕士学位,是这本书的作者叫我“爸爸”:勒庞·迪厄·丹·拉鲁。
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