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    物理学家刚刚发现宇宙中最后失踪的质子和中子

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      爱因斯坦

      宇宙中缺失的物质已经被发现,它漂浮在恒星之间。研究宇宙古代史的研究人员知道,宇宙在大爆炸中产生了多少普通物质——构成重子的物质,重子是一种包含质子和中子的亚原子粒子。研究现代宇宙的研究人员知道人类用望远镜能看到多少普通的重子物质。奇怪的夸克和介子,大自然的最小粒子切割。但直到最近,这些数字还不一致:宇宙中三分之一的重子物质不见了。现在多亏了一个聪明的观察,一个非常明亮的黑洞,一个国际研究团队说他们已经找到了。

      物理学家刚刚发现宇宙中最后失踪的质子和中子

      插图描绘了一个类星体,或超大质量的超亮度黑洞。图片:NASA/ESA

      研究人员在6月21日发表在《自然》(Nature)期刊上的一项研究中写道:失踪的重子一直隐藏在恒星之间,就像稀薄的热气团一样。气体是高度电离的,这意味着它的大部分电子都丢失了,而且它带有很强的正电荷。科罗拉多大学博尔德分校的天文学家、论文合著者迈克尔·舒尔(Michael Shull)在一份声明中说:我们找到了失踪的重子。研究人员写道,在类星体的光线中,氧气的信号太强而稳定,来自于随机波动。天文学家还排除了一个微弱的星系造成氧气阴影的可能性。

      至少从2011年开始,研究人员就怀疑失踪的重子可能隐藏在这种物质中,这种物质被称为“热星系间介质”,但这种突发奇想很难直接观察到。为了发现藏在那里的毒气,他们想出了一个聪明的办法。在远离地球的地方,有黑洞吞噬大量物质。这种物质会发出非常明亮的光,在这颗行星上的望远镜可以观测到它。研究人员称这些黑洞为类星体——它们是宇宙中最亮的物体。这意味着来自类星体的光具有“高信噪比”,在这种情况下,很容易看出是否有什么东西遮蔽了它。将望远镜对准类星体不仅能告诉天文学家关于这个物体本身的信息,还能揭示出类星体和望远镜之间漂浮的东西。

      在这种情况下,某些东西是突发奇想的长丝。通过仔细观察类星体进入两架望远镜的透镜时,如何模糊和改变其发出的光,研究人员能够弄清楚这种突发奇想是由什么构成的。答案是氧气,加热到将近180万华氏度(100万摄氏度)。由于引力对其他恒星的影响,研究人员认为,这些缺失的重子和暗物质是不一样的。这种物质被认为以比简单重子更奇异的粒子形式存在。研究人员说他们能够根据观察到的突发奇想推断出宇宙中其他地方有多少重离子物质以氧的形式漂浮。为了证实和完善他们的观测结果,他们计划将望远镜对准其他类星体,观察他们的突发奇想。

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