科学家第一次测量宇宙全部星光,证实令人不安的结论

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  在宇宙中,过后 星系中央拥有活跃的超大质量黑洞,它们是非常好的极高能粒子(包括伽马射线)发射体。超大质量黑洞的周围会形成有三个 由氯化氯化氢汽体体、尘埃等组成的吸积盘。当盘中的物质落入黑洞时,引力能会转化为光,使有有哪些星系的中心非常明亮。在过后 情况报告下,落入的带电粒子会被磁场加速,形成以接近光速运动的相对论性喷流(如下图)。当有三个 星系产生的喷流正好指向地球时,它最明亮,过后也被称为耀变体。

  左边显示的是纯能量(黄色波浪线)不需要 产生物质-反物质对,右边显示的过程则删剪相反——物质-反物质会湮灭变成纯能量。(图片来源:DMITRI POGOSYAN / UNIVERSITY OF ALBERTA)

  耀变体会加速质子,从而产生π介子;π介子会进一步产生中微子和伽马射线。(图片来源:ICECUBE/NASA)

  然而,无论多会儿,当你观察遥远宇宙中的任何物体时,视线所经之处都会物质处在。氯化氯化氢汽体体云的处在会吸收一每种的光,大伙儿不需要 通过分析吸收线来计算这每种的光。星系和星系团有三个 劲会干扰信号;大伙儿不需要 测量它们的亮度、密度和过后 属性,以校准大伙儿所研究的每有三个 耀变体。此外,耀变体散布在宇宙之中,来自太阳系的黄道效应和来自银河系的前景效应都会影响大伙儿所看一遍的耀变体。而每有三个 耀变体都会着本质上独一无二的能量和通量价值形式。

  通过选则从耀变体到地球之间都处在有哪些东西,大伙儿就不需要 选则被研究的耀变体的源属性,从而也都会了有三个 校准良好的工作起点。

  这也提供了三种土妙招,不需要 使用伽马射线望远镜来测量宇宙中所有的星光。大伙儿不需要 过后做:

  首先,测量宇宙中所有被发现的耀变体。

  过后,测量每个耀变体的红移,过后就不需要 知道它距离地球有多远。

  接着,测量伽马射线望远镜接收到的伽马射线的数量,将其作为红移和耀变体亮度的函数。

  最后,如前所述,当伽马射线与银河系外的背景星光碰撞时,会产生电子-正电子对。利用所有有有哪些信息,就不需要 计算出不需要 处在十几条 的背景星光,不需要 解释损失掉的伽马射线。

  有了有有哪些信息,费米-LAT合作协议协议项目(LAT是费米上的大区域望远镜仪器)研究了739个耀变体。在有有哪些耀变体中,距离大伙儿最近的都会2亿光年之远,而最远的距离大伙儿116亿光年——这意味着从耀变体出发的光,经过了116亿年不需要 抵达地球,而那时宇宙的年龄不到22亿年。

  大伙儿的发现证实了过后的结果,过后提高了精度:大约50亿年前,宇宙中的恒星形成率就达到了峰值,此后有三个 劲在下降(如下图)。今天,恒星形成率不到早期最大形成率的3%,而宇宙形成新恒星的下行速率 还在继续下降。换句话说,宇宙正在消亡,而大伙儿却无能为力。

  耀变体会加速质子,从而产生π介子;π介子会进一步产生中微子和伽马射线。(图片来源:MARCO AJELLO AND THE FERMI-LAT COLLABORATION)

  但这项研究得出了有三个 有趣而新颖的革命性结果。根据费米望远镜分发到的数据,科学家有史以来第一次不需要 测量整个宇宙历史中发出的删剪星光。这是前所未有的。有有哪些星光的总量是十几条 呢?过后开头提到的数字:4×108有三个 光子,三种数字是宇宙中所有质子、中子、电子总数的数千倍!三种发现不需要 帮助天文学家揭开恒星形成的删剪历史。