【宇宙】利用引力透镜,确定物质的密度和结构,可以推算出宇宙的总质量!


以亨德里克·希尔德布兰特教授为首的波鸿鲁尔大学宇宙学家 , 对宇宙中物质密度和结构的研究有了新见解 。 几年前 , 希尔德布兰特已经参与了一个研究联盟 , 该联盟研究指出了不同群体之间的数据差异 。 根据测量方法的不同 , 确定的物质密度和结构值也不同 。 现在一项新的研究分析 , 其中包括了额外的红外线数据 , 使差异更加突出 , 这些差异可能指出这是宇宙学标准模型的缺陷 。

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波鸿鲁尔大学的科学期刊《鲁宾》(Rubin)发表了一篇关于亨德里克·希尔德布兰特(Hendrik Hildebrandt)研究的报告 。 该研究联盟的最新分析报告名为“基洛度调查”(Kilo-Degree Survey) , 发表在《天文学与天体物理学》期刊上 。 研究可以根据宇宙微波背景计算物质的密度和结构 , 宇宙微波背景是大爆炸后不久发出的一种辐射 , 今天仍然可以测量到 , 这也是普朗克研究联盟使用的方法 。

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图示:宇宙中的高质量物体并不是完美透镜 , 当它们使光线偏转时 , 就会产生扭曲 , 由此产生的图像看起来就像是透过酒杯底部看到的一样 。
研究利用引力透镜效应确定了物质的密度和结构:当高质量物体偏转来自星系的光线时 , 这些星系在与从地球上实际观察时不同的位置以扭曲的形式出现 。 基于这些扭曲 , 宇宙学家可以推导出偏转物体的质量 , 从而推算出宇宙的总质量 。 然而 , 为了做到这一点 , 需要知道光源、偏转物体和观察者之间的距离等 。 研究人员在红移下确定了这些距离 , 这意味着到达地球遥远星系的光移动到了红色范围内 。
利用红外数据
因此 , 为了确定距离 , 宇宙学家拍摄了不同波长的星系图像 , 例如一个是蓝色的 , 一个是绿色的 , 一个是红色的;然后确定了各个图像中星系的亮度 , 还包括了几张红外范围的图像 , 以便更准确地确定距离 。 以前的分析已经表明 , 来自普朗克联盟的微波背景数据系统地偏离了引力透镜效应数据 。 根据数据集的不同 , 偏差或多或少是明显的 。

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海森堡教授、波鸿鲁尔大学观测宇宙学研究组负责人亨德里克·希尔德布兰特(Hendrik Hildebrandt)说:我们的数据集是唯一一个基于引力透镜效应 , 并用额外红外数据校准的数据集 , 这可能是与普朗克联盟研究数据偏离较大的原因 。 为了验证这一差异 , 该研究小组使用类似的校准方法评估了另一个研究联盟“暗能量调查”(Dark Energy Survey)数据集 。 因此 , 这些值也更加强烈地偏离了普朗克联盟研究的值 。

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科学家们目前正在争论数据集之间的差异 , 是否真的表明宇宙学标准模型是错误的 , 研究团队已经在对一个更全面的数据集进行新的分析 , 这可能会提供进一步的见解, 预计将在未来2020年的某个时候提供更精确的物质密度和结构数据 。
博科园|研究/来自:波鸿鲁尔大学
参考期刊《天文学与天体物理学》
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