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星系变得更热–暗物质理论预测的变暖

时间：2022-05-22 12:25:06 来源：

随着宇宙的发展，物质浓度被气体晕所包围，变得越来越热。

约翰·霍普金斯大学（Johns Hopkins University）对100亿年微波的研究表明，暗物质理论预言了气候变暖。

谁说你不随年龄增长？

约翰·霍普金斯大学和其他机构的研究人员发现，如今平均而言，星系团的温度为华氏400万度。这比100亿年前的温度高10倍，比太阳的最外层大气日冕的温度高4倍。研究结果发表在《天体物理学杂志》上。

约翰·霍普金斯大学物理学与天文学教授布莱斯·梅纳德（BriceMénard）说：“我们测量了整个宇宙历史中的温度。”“随着时间的流逝，所有这些星系团都变得越来越热，因为它们的引力将越来越多的气体引向它们。”

该研究的主要作者江一宽曾是约翰·霍普金斯大学的博士后研究员，直到去年移居俄亥俄州立大学，他补充说：“这种阻力是如此剧烈，以至于越来越多的气体被震荡和加热。”

Johns Hopkins的BriceMénard和俄亥俄州立大学的Chiang Yi-Kuan Chiang。

梅纳德说，想像所有那些被原子吸向星系的气体原子，就像无数种穿过地球大气层的流星体一样。他补充说，当重力将它们拉向地球表面并由于与大气的摩擦而变热时，它们加速燃烧，然后燃烧成所谓的流星。这种由引力引起的加热模式可以应用于整个星系，星系团，甚至可以应用于由引力形成的宇宙的“大规模结构” –这一理论归功于詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles），他是2019年诺贝尔物理学奖获得者。

梅纳德说：“我们的测量结果很好地证明了这一理论。”

为了进行这一分析，研究小组使用了天文学界过去20年收集的数据，首先是从地面进行Sloan数字天空调查的望远镜，然后是由欧洲航天局领导的太空望远镜进行的Planck任务。

该团队使用了梅纳德（Ménard）与蒋（Chiang）共同开发的技术。他们用它估计了在微波图像中看到的气体浓度的“红移”，可以追溯到100亿年前。“红移”描述了由于宇宙膨胀而延长光波长的方式。某物越远，它的波长就越长-它的起源就越古老。

该方法使他们能够测量随宇宙年龄而变的气体温度的逐渐升高。数值模拟还预测了这种趋势，该模拟显示了暗物质和气体中存在的原子如何随时间演化。如图中p所示，这些可视化结果显示了气体温度从100亿年前的冷蓝色画布变为今天的热红色斑点。

梅纳德说，宇宙的变暖与地球上的气候变暖无关。引力吸引的结果已被预料到，但现在可以使用这些新颖的技术精确测量。

参考：蒋以宽，Ryu Makiya，BriceMénard和Eiichiro Komatsu撰写的“由Sunyaev–Zeldovich效应层析成像探测的宇宙热史”，2020年10月12日，天体物理学杂志。DOI：
10.3847 / 1538-4357 / abb403

东京大学和马克斯·普朗克天体物理学研究所的研究人员为这项工作做出了贡献，得到了美国国家科学基金会（NSF）赠款AST1313302和美国国家航空航天局（NASA）赠款NNX16AF64G（Y.C.，B.M.）的部分支持。其他支持来自卓越集群起源，该集群由德国研究基金会（DFG，德国研究基金会）根据德国卓越战略EXC-2094-390783311（EK）和JSPS KAKENHI赠款JP15H05896（RM，EK）资助。和JP20K14515（RM）。

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