将被推翻或修改？观测对宇宙学理论提出了挑战

最近的观测结果给天体物理学家们带来了一个难题：自从大爆炸以来，随着时间推移形成的星系团比实际预期的要少。波恩大学的物理学家已经证实了这一现象。在接下来的三年里，研究人员将更详细地分析他们的数据。这将使他们能够确认今天被认为有效的理论是否需要重新修改，这项研究是发表在专业期刊《天文学和天体物理学》上20篇论文的一部分。大约138亿年前，大爆炸标志着宇宙的开始。它创造了空间和时间，也创造了我们今天宇宙所包含的一切。

博科园-科学科普：从那时起，太空以惊人的速度扩张，物质几乎均匀分布在弥漫的雾中。但并非完全如此，在一些区域，雾比其他地区要浓一些。结果这些区域施加了稍微强一点的引力，慢慢地从周围吸引物质。随着时间的推移，物质越来越集中在这些凝结点内。与此同时，它们之间的空间逐渐变得空旷。在超过130亿年的时间里，这导致了一个海绵状结构的形成——没有物质的大“洞”，由数千个星系聚集的小区域分隔开来（星系团）。

六个参数解释了整个宇宙

标准宇宙学模型描述了宇宙的历史，从大爆炸后的第一秒到今天。其美妙之处在于：该模型仅用6个参数解释了当今已知的关于宇宙诞生和演化的一切。尽管如此，这种模式现在可能已经达到了极限。波恩大学阿格兰德天文研究所的Florian Pacaud博士说新：的观测证据表明，今天物质的分布方式与理论预测不同，。这一切都是从普朗克卫星测量开始，普朗克卫星是由欧洲航天局(ESA)发射用来测量宇宙背景辐射。在某种程度上，这种辐射是大爆炸的余辉。它传达了关于早期宇宙物质分布的重要信息，这是大爆炸后38万年的分布。根据普朗克望远镜的测量，这个初始分布是这样的：在宇宙时间内，应该会形成比我们今天观察到更多的星系团。

图为星系团XLSSC 006，这幅合成图像是由XXL调查(紫色)平滑的x射线数据和加拿大-法国-夏威夷望远镜的光学和红外观测数据组合而成。图片：ESA/XMM-Newton (X-rays); CFHT (optical); XXL Survey

用x射线卫星测量了与我们相距不同距离的星系群数量。这些测量结果背后的想法是：来自遥远星系团的光线在到达我们之前已经传播了数十亿年，所以我们今天观察到它们时，就像宇宙还年轻时一样。另一方面，附近的星系团则是最近才出现的。测量结果证实了集群的形成速度太慢，估计这个结果在多大程度上与标准模型的基本预测相冲突。虽然测量值与预测值之间存在较大差异，但本研究的统计不确定性尚不足以挑战该理论。然而研究人员希望在未来三年内从同一项目中获得更多的限制性结果。这将最终揭示标准模型是否需要修改。

暗能量-常数？

这项研究还提供了对暗能量本质的一瞥，这个宇宙的神秘成分就像一种星际发酵粉，导致宇宙膨胀的加速。暗能量的“数量”（宇宙常数）自大爆炸以来应该保持不变——或者假设是宇宙学的标准模型。许多观察似乎指向这个方向。测量结果也支持这一论点，但在这里将在不久的将来获得更精确的结果。

博科园-科学科普｜研究/来自：波恩大学

参考期刊文献 :《 Astronomy and Astrophysics》,《Astronomy & Astrophysics》

DOI：10.1051/0004-6361/201834022

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