據美國物理學家組織網1月17日報道,當今很多由望遠鏡從遙(yáo)遠宇(yǔ)宙收(shōu)集的數據,都因為自身較小的規模尺度無法(fǎ)被(bèi)納入模型之中(zhōng)。來自英國愛丁堡大學(xué)和(hé)美國加州(zhōu)大學伯克利分校(xiào)等機構的研究人員,開發(fā)了一種可利用這些被舍棄數據的新技術,可(kě)通過“剪貼”最高的密度峰值數據,解決部(bù)分物理難題,如中微子質(zhì)量(liàng)的估算和萬有引力理論的修正等提供幫助。相關論文發表在近期(qī)出版的《物理評論快報》雜誌上。
當科研人員試圖獲取約1億光年(nián)等小規模尺度的細節信息時,其(qí)變得非常難以預測,這使科學(xué)家解(jiě)析這些信(xìn)息的難度顯著增加,令人倍感懊惱(nǎo),因為很多(duō)有用的信息都屬於較小的規模尺度。
為了解析小規模(mó)尺度(dù)的數據,研究人員使用了密度“剪貼”技術,使得這些數(shù)據可以被納入模型之中。愛丁堡大(dà)學的弗格斯?辛普森談道:“通過對宇宙模擬補丁(dīng)最密集區域應用簡單的修正,我們發現其可消除大部分難以預測的行為,而大量小規(guī)模尺度(dù)的信息也能被成功(gōng)提取出來。”這些額外的數據對於科學家開展更廣領域(yù)的研(yán)究(jiū)具有益(yì)處,而小規模尺度的數據也能使科研人員更好地了解星係和暗物質之(zhī)間的(de)關係(xì),這可能催生出修改萬有引力(lì)理論的(de)觀(guān)測研究方法。
他補充說:“正是這些較小的宇宙尺度規模,使得中微子被認為在早期宇宙具有(yǒu)相當的影響,那時它們的運行速度(dù)仍十(shí)分接近光速。其影(yǐng)響程度取決於它們在超高速狀態下(xià)消耗的(de)時(shí)間,而這正是由(yóu)中微子的(de)質量所決定。因此我們的(de)技術很可能可以(yǐ)通過星係的分布來確定中微子的質量。”
事實上,中微子不僅在微觀世界最基本的規律中起著重(chóng)要作用,而(ér)且還與宇宙的起源與演化有關,例如宇宙中物質與反(fǎn)物質的不對稱很有可能是(shì)由中微子所造成。在粒子物理標準模型中,中微子沒有質量,因此中微子質量也一定程度上標誌了標準物理模型的擴展。
此外,有關宇宙(zhòu)膨脹(zhàng)正在加速的發現,使得(dé)很多宇(yǔ)宙學家都在懷疑這是否表明萬有引力定律需要做(zuò)出修正。如果存(cún)在著新的引(yǐn)力現象,其有望改變暗(àn)物質團聚集的速率。辛普森表示,衡量暗物(wù)質行為(wéi)的一個主要難題就是人們並不知曉星係的分布,與暗物質的分布(bù)有何聯係。而在此次研究中,新技術可使星係和暗物質(zhì)建立更精確的聯係,即星係偏離。一旦這種聯係被(bèi)知(zhī)曉,科學家就能決定暗物質聚集的時間,也因此能(néng)驗證這是(shì)否符合學界對於愛因斯坦萬有引力定律的預期(qī)。
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