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研究人员剪贴宇宙数据以助中微子测重

2018-11-05 10:11:59

研究人员“剪贴”宇宙数据以助中微子测重

据美国物理学家组织1月17道,当今很多由望远镜从遥远宇宙收集的数据,都因为自身较小的规模尺度无法被纳入模型之中。来自英国爱丁堡大学和美国加州大学伯克利分校等机构的研究人员,开发了一种可利用这些被舍弃数据的新技术,可通过“剪贴”的密度峰值数据,解决部分物理难题,如中微子质量的估算和万有引力理论的修正等提供帮助。相关论文发表在近期出版的《物理评论快报》杂志上。   当科研人员试图获取约1亿光年等小规模尺度的细节信息时,其变得非常难以预测,这使科学家解析这些信息的难度显着增加,令人倍感懊恼,因为很多有用的信息都属于较小的规模尺度。   为了解析小规模尺度的数据,研究人员使用了密度“剪贴”技术,使得这些数据可以被纳入模型之中。爱丁堡大学的弗格斯·辛普森谈道:“通过对宇宙模拟补丁密集区域应用简单的修正,我们发现其可消除大部分难以预测的行为,而大量小规模尺度的信息也能被成功提取出来。”这些额外的数据对于科学家开展更广领域的研究具有益处,而小规模尺度的数据也能使科研人员更好地了解星系和暗物质之间的关系,这可能催生出修改万有引力理论的观测研究方法。   他补充说:“正是这些较小的宇宙尺度规模,使得中微子被认为在早期宇宙具有相当的影响,那时它们的运行速度仍十分接近光速。其影响程度取决于它们在超高速状态下消耗的时间,而这正是由中微子的质量所决定。因此我们的技术很可能可以通过星系的分布来确定中微子的质量。”   事实上,中微子不仅在微观世界基本的规律中起着重要作用,而且还与宇宙的起源与演化有关,例如宇宙中物质与反物质的不对称很有可能是由中微子所造成。在粒子物理标准模型中,中微子没有质量,因此中微子质量也一定程度上标志了标准物理模型的扩展。   此外,有关宇宙膨胀正在加速的发现,使得很多宇宙学家都在怀疑这是否表明万有引力定律需要做出修正。如果存在着新的引力现象,其有望改变暗物质团聚集的速率。辛普森表示,衡量暗物质行为的一个主要难题就是人们并不知晓星系的分布,与暗物质的分布有何联系。而在此次研究中,新技术可使星系和暗物质建立更精确的联系,即星系偏离。一旦这种联系被知晓,科学家就能决定暗物质聚集的时间,也因此能验证这是否符合学界对于爱因斯坦万有引力定律的预期。(张巍巍)

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