宇宙竟然在变热？_风闻

　　素材来源： 俄亥俄州立大学

　　翻译：张宇辰

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　　一项新研究发现宇宙正在变热

　　Credit: Greg Rakozy

　　一项新研究发现，宇宙正变得越来越热。

　　这项研究被发表在在10月13日的《天体物理学杂志》上，探索了宇宙过去100亿年的“温度历史”。他们发现，宇宙中气体的平均温度在这段时间内增加了10倍以上，达到了今天的200万开尔文。

　　“我们的新测量结果直接证实了Jim Peebles的开创性工作。Jim Peebles是2019年诺贝尔物理学奖的得主，他提出了宇宙中大尺度结构形成的理论,” Yi-Kuan Chiang说。Yi-Kuan Chiang是该研究的第一作者,也是俄亥俄州立大学宇宙论与天体粒子物理学中心的研究员。

　　宇宙的大尺度结构是指星系和星系团在单个星系之外的尺度上的总体模式。它是由暗物质和气体的引力坍缩形成的。

　　Chiang说:“随着宇宙的演化，引力将空间中的暗物质和气体聚集在一起，形成星系和星系团。这种拉扯是如此猛烈，以至于越来越多的气体受到冲击和加热。”

　　这些发现向科学家展示了如何通过“测量宇宙温度”来记录宇宙结构形成的进程。

　　研究人员使用了一种新方法，使他们能够估算离地球较远(即更古老)气体的温度，并将它们与离地球较近（也更年轻）的气体进行比较。他说，现在研究人员已经证实，由于宇宙结构的引力坍缩，宇宙会随着时间而变得越来越热，而且这种加热可能会持续下去。

　　为了了解宇宙的温度是如何随时间变化的，研究人员使用了普朗克和斯隆数字巡天（SDSS）两个项目收集的空间光线数据。普朗克是欧洲航天局的任务，美国航空航天局（NASA）也密切参与其中；SDSS则收集宇宙的详细图像和光谱。

　　他们结合了两个任务的数据，并通过测量红移来评估热气体的远近距离。红移是天体物理学家用来估计观测到遥远物体的宇宙年龄的概念。(“红移”得名于光的波长变长的方式。宇宙中越远的东西，它的波长就越长。宇宙学家称这种延长为红移效应。)

　　红移的概念之所以成立，是因为我们看到的来自遥远空间物体的光，比从地球附近物体上的光更古老——来自遥远物体的光经过更长的旅程到达我们这里。这一事实，连同一种利用光估算温度的方法，使得研究人员能够测量早期宇宙中气体（那些围绕在遥远物体周围的气体）的平均温度，并将其与近地气体的平均温度进行比较。

　　研究人员发现，在今天的宇宙中，那些近地物体周围的气体温度约200万开尔文。这大约是在遥远的古老天体周围气体温度的10倍。

　　Chiang说，由于星系和结构形成的自然过程，宇宙正在变暖。这与地球变暖无关。“这些现象在不同的尺度上发生，”他说，“它们一点儿关系都没有。”

　　这项研究是与卡弗里宇宙物理和数学研究所、约翰霍普金斯大学和马克斯普朗克天体物理研究所的研究人员合作完成的。

『天文时刻』 牧夫出品

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侧视星系NGC 5866

影像提供: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); 志谢: W. Keel (U. Alabama)