消失的重子或潜藏于星际空间

科技日报北京5月31日电 （记者刘霞）对年轻宇宙发出的光进行观察，得到的数据表明，普通物质约占宇宙总质能的5%，但现在能看到的普通物质加起来仅占预期物质总量的一半左右，“消失”的一半普通物质去哪了？科学家在最新一期《自然》杂志撰文指出，他们对来自其他星系的快速射电暴进行研究，发现宇宙中“消失”的一半普通物质其实潜伏于星际空间。

这些“消失”的普通物质由质子和中子等重子组成，困扰了宇宙学家近20年。虽然他们一直怀疑，这些物质隐藏在星系之间，“但我们无法确切地探测到它们，因为它们非常分散，也没有发出明亮的光。”荷兰阿姆斯特丹大学天体物理学家贾森·赫塞尔说。

厘清星际空间中所有重子的方法是依靠其他星系发出的快速射电暴（FRB），它们可能由中子星或黑洞周围的高能活动产生。即使无人知道这些FRB产生的原因，它们也可以充当有用的重子探测器。FRB的高频、高能无线电波比其低频波更快穿过星系物质。FRB脉冲波穿过的星际物质越多，它的低频波落得越远，当无线电信号到达地球时就产生了可检测到的拖尾现象。

美国加州大学圣克鲁兹分校天体物理学家科萨维尔·普罗查斯卡及其同事研究了来自5个星系的5个FRB——由“澳大利亚平方公里阵列探路者”（ASKAP）射电望远镜检测到。对每个FRB，研究人员比较了不同频率无线电波的到达时间，以计算这些FRB在穿越星际空间时遇到的重子的数量，然后，利用FRB所在星系与银河系之间的距离，计算出了该路径的重子密度。

研究表明，银河系与5个FRB宿主星系之间的平均物质密度约为1个重子/立方米。普罗查斯卡说，银河系中的物质密度约为星际物质密度的一百万倍，这显得星际物质“非常稀疏”，但所有这些物质加在一起，足以解释宇宙中消失的普通物质，使普通物质占现代宇宙总质能5%左右。

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宇宙的大部分物质，都未曾对人类露出真容。除了95%的暗能量和暗物质，剩下的5%的“正常物质”里，也有一半不知所踪。遥远宇宙中，会突然出现短暂而猛烈的无线电波暴发，时间短，能量强，这就是FRB。此次能发现数个FRB，也要多亏了位于澳大利亚的ASKAP，这是一个由36个无线电天线组成的阵列。从FRB得来的信息显示，人类对普通物质构成的基本判断没什么问题，一部分普通物质，确实漂浮在无垠的星际空间中。