暗能量的超空穴和超星系团

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指示暗能量的超空穴和超星系团

通过研究星 系 集中程度比平均值或高或低的 宇宙空间（也就是超星 系 团与超空穴），一个天文学家小组发现了暗能量存在的 直接证据。

早期宇宙的 密度涨落在宇宙微波背景辐射中留下了烙印，揭示出了星 系 团（超星 系 团）以及空穴（超空穴），当背景辐射穿过这些结构时，就在微波波段分别产生了暗淡的 辉光与阴影。（图片提供：UH/Granett, Neyrinck, Szapudi /Millenium simulation）

暗能量是当代科学中最大的 谜团之一，不过人们认为，它产生的 作用与将星 系 吸引在一起的 引力相反，让宇宙的 膨胀加速。给人留下深刻印象的 是，夏威夷大学天文学研究所的 天文学家能够捕获到难捉模的 暗能量的 作用，这是由于它的 作用延伸到了宇宙中已知的 最大结构：超空穴（supervoids）与超星 系 团，它们是横跨5亿光年的 庞大区域，其中要么缺乏星 系 ，要么星 系 密集，成因则是早期宇宙中的 密度涨落。

小组成功的 关键是测量出了超星 系 团与超空穴给穿过其中的 微波背景留下的 微妙痕迹。但由于原初宇宙微波背景辐射（CMB）中的 涟漪（也就是大爆炸在其中留下的 微弱微波杂音）比单个超星 系 团或超空穴留下的 痕迹更强，这样的 信号非常难以探测。因此，为了提取信号，小组将现有的 星 系 数据库与CMB图象作了必将，并在斯隆数字巡天亮星 系 数据中找出的 50个最大的 超空穴与50个最大的 超星 系 团周围对邻近宇宙作了平均。与预期的 一样，如果微波穿过的 是超星 系 团，微波信号会稍微强一些，而如果穿过了超空穴，会变得弱一些。

夏威夷大学的 天文学家比较了天空中超星 系 团（以红色圆圈表示）与超空穴（以蓝色圆圈表示）方向宇宙微波背景辐射的 强度。超星 系 团看起来与微波信号异常强（红色或橙色）的 方向吻合，而超空穴与微波信号异常弱（蓝色）的 区域相符。（图片提供：B. Granett, M. Neyrinck, I. Szapudi）

Szapudi解释说：“当微波进入超星 系 团时，它会获取一些引力能，因此振动频率会稍微快些。之后，当它离开超星 系 团时，它损失的 能量应与获得的 相同。但如果暗能量让宇宙膨胀的 速度更快的 话，在微波穿越的 5亿年间，超星 系 团结构会变平。因此，微波会保留一些进入超星 系 团时获取的 能量。”

本质上说，暗能量给予微波的 是它们路过地方的 记忆。Benjamin Granett是描述该结果的 论文的 第一作者，他说：“我们用这样的 方法第一次真正看到了超空穴与超星 系 团对过往微波的 所作所为。”论文将刊登在即将出版的 一期《天体物理学通报》杂志上。

Szapudi揭露，“我们计划，接下来研究CMB温度最低的 区域，也就是‘冷点（Cold Spot）’，确定这里是不是象最近猜测的 那样是个大型空穴。”所谓的 冷点实际上只比周围区域温度低上百万分之几度，但一些科学家认为，它可能会产生一个庞大的 空洞，中间几乎没有任何物质，尺度也许有几十亿光年。

本文选自：今日头条