为什么宇宙中的温度会越来越高?

作者:文/星球科普
宇宙网是宇宙中最大的结构,它由气体和尘埃组成的“丝带”将星系连接在一起,一项新的研究表明,随着时间的推移,它们会变得越来越热。
为什么宇宙中的温度会越来越高?
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根据天文学家的最新发现,这些丝带要比80亿年前高出三倍。或许,将这些最新数据与最先进的理论模型相结合,我们能够揭示出宇宙温度是如何演变的,以及它与宇宙大规模结构的形成是如何联系在一起的。
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宇宙网始于已知宇宙中连接第一个星系的物质。随着聚集的开始,它们之间的引力影响变得更加明显并带来了更多的气体。 随着宇宙的演变,引力将太空中的暗物质和气体聚拢在一起,形成星系和星系团。这种聚拢过程如此剧烈,以至于越来越多的气体被加热升温。
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通过测量这些星系间连接带的温度,我们可以确定不同时代的宇宙温度。这是通过一个被称为苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应(Sunyaev-Zeldovich effect)的过程来实现的。
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对于科学家来说,大爆炸的“回声”在今天可以被视为宇宙微波背景的辐射。几十亿年前,当这种电磁辐射遇到连接带中的热电子时,它便会聚集能量,从而使气体变得可见。这种效应发生的程度取决于热压,而热压又由电子的温度所决定。
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根据苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应的剧烈程度,我们就有可能确定气体内部的热压,天体物理学家通过它来确定电子的温度。 除此之外,对星系的观测结果来自斯隆数字天空调查(SDSS)。通过结合两次调查的数据,天文学家能够拼凑出星系间升温的细节。
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为什么宇宙中的温度会越来越高?】研究人员在《天体物理学杂志》上详细介绍说:“为此,我们将普朗克和红外天文卫星任务中的八幅天空强度图与斯隆数字天空调查中的200万幅光谱红移参考图进行了交叉关联。” 研究小组发现,这些连接带中的平均电子温度从80亿年前的70万开尔文上升到今天的大约200万开尔文。
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这种加热也被认为是气体流入带状物的结果,因为它是在坍塌的结构中被冲击加热的。 我们现在终于可以测量宇宙中的温度了,这不仅归功于观测数据的显著进展,同时也要归功于那些杰出的科学家,随着时间的推移,宇宙网的“丝带”逐渐开始成为人们聚焦的热点!

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