نیمی از ماده در جهان از دست رفته بود. دانشمندان فقط آن را در بر داشت پنهان شده در هستی است.

در اواخر 1990s کیهان شناسان یک پیش بینی در مورد چه مقدار از ماده معمولی وجود دارد باید در جهان است. حدود 5 درصد از آنها تخمین زده می شود باید به طور منظم مسائل با بقیه مخلوطی از ماده تاریک و انرژی تاریک. اما زمانی که کیهان شناسان شمارش تا همه چیز را می تواند مشاهده یا اندازه گیری در آن زمان آنها کوتاه آمد. توسط بسیاری.

مجموع تمام ماده معمولی است که کیهان شناسان با اندازه گیری تنها اضافه شده تا حدود نیمی از 5 درصد آنچه که قرار بود در جهان است.

این است که شناخته شده به عنوان "از دست رفته baryon مشکل" و برای بیش از 20 سال کیهان شناسان مانند ما نگاه سخت برای این موضوع بدون موفقیت است.

از آن زمان به کشف یک پدیده آسمانی و کاملا جدید تلسکوپ تکنولوژی اما در اوایل این سال تیم ما بالاخره از دست رفته مهم نیست.

منشاء مشکل

Baryon یک طبقه بندی برای انواع ذرات — مرتب کردن بر اساس یک چتر مدت — که شامل پروتون ها و نوترون بلوک های ساختمان از تمام ماده معمولی در جهان است. همه چیز را در جدول تناوبی و تقریبا هر چیزی که شما فکر می کنم به عنوان "چیز" ساخته شده است باريونهای سنگين.

از اواخر دهه 1970 کیهان شناسان مشکوک اند که ماده تاریک — یک عنوان هنوز ناشناخته نوع ماده است که باید وجود داشته باشد برای توضیح گرانشی الگوهای در فضا باعث می شود تا بسیاری از این موضوع از جهان با بقیه بودن baryonic ماده, اما آنها نمی دانند دقیق نسبت. در سال 1997 سه تن از دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو با استفاده از نسبت های سنگین هیدروژن هسته — هیدروژن با یک نوترون اضافی — به حالت عادی هیدروژن به تخمین می زنند که باريونهای سنگين را باید تا حدود 5 ٪ از جرم-انرژی بودجه از جهان.

در عین حال در حالی که هنوز جوهر خشک کردن در انتشار یکی دیگر از سه نفر از کیهان شناسان مطرح روشن پرچم قرمز است. آنها گزارش دادند که مستقیم اندازه گیری باريونهای سنگين در حال حاضر ما جهان تعیین شده از طریق سرشماری ستارگان و کهکشانها و گاز در داخل و اطراف آنها — اضافه شده تا تنها نیمی از پیش بینی 5 درصد.

این موجب از دست رفته baryon مشکل است. ارائه قانون طبیعت برگزار شد که ماده می تواند نه آفریده شده و نه نابود می کنند, ممکن است توضیح: هر دو ماده وجود ندارد و ریاضی اشتباه بود و یا این موضوع وجود دارد و در جایی پنهان شده.

جستجو ناموفق

ستاره شناسان در سراسر جهان در زمان جستجو و اولین سرنخ آمد و یک سال بعد از نظری کیهان شناسان. کامپیوتر خود شبیه سازی پیش بینی شده است که اکثریت مردم از دست رفته مهم بود پنهان شده در پایین-تراکم میلیون درجه داغ پلاسما است که نفوذ جهان. این نامیده شد "گرم-داغ بین کهکشانی متوسط" و با نام مستعار "هوی و هوس." هوی و هوس اگر آن وجود داشته را حل کند از دست رفته baryon مشکل اما در آن زمان هیچ راهی برای تایید آن وجود ندارد.

در سال 2001 یکی دیگر از قطعه ای از شواهد در حمایت از هوی و هوس پدید آمده است. دوم تیم تایید اولیه پیش بینی باريونهای سنگين ساخت تا 5 ٪ از جهان با نگاه به کوچک نوسانات درجه حرارت در جهان ریزموج زمینه کیهانی — اساسا مانده تابش از انفجار بزرگ. با دو جداگانه تاييديه از این تعداد ریاضی بود به راست و هوی و هوس به نظر می رسید جواب. در حال حاضر کیهان شناسان فقط به حال برای پیدا کردن این نامرئی پلاسما.

بیش از 20 سال گذشته ما و بسیاری از تیم های دیگر از کیهان شناسان و ستاره شناسان به ارمغان آورده اند تقریبا تمام زمین بزرگترین رصدخانه به شکار. وجود دارد برخی از آلارم کاذب و آزمایشی تشخیص گرم-گاز داغ اما یکی از تیم های ما در نهایت ارتباط آن به گاز در سراسر کهکشان. اگر هوی و هوس وجود داشته آن را بیش از حد ضعیف و پراکنده به تشخیص.

راه حل غیر منتظره در سریع radio bursts

در سال 2007 به طور کامل پیش بینی نشده فرصت را به نظر می رسد. دانکن Lorimer, یک ستاره شناس در دانشگاه وست ویرجینیا گزارش دارای نعمت غیر مترقبه کشف یک cosmological پدیده شناخته شده به عنوان سریع رادیو پشت سر هم (FRB). FRBs بسیار کوتاه و بسیار پر انرژی پالس های رادیویی تولید گازهای گلخانه ای. کیهان شناسان و ستاره شناسان هنوز هم نمی دانم چه آنها را ایجاد می کند اما به نظر می رسد آنها می آیند از کهکشان های دور ،

به عنوان این انفجار از تابش گذشتن از جهان و با تصویب از طریق گازهای و استدلال هوی و هوس آنها تحت چیزی به نام پراکندگی.

اولیه مرموز علت این FRBs طول می کشد کمتر از یک هزارم ثانیه و در تمام طول موج شروع و در انبوه. اگر کسی بود به اندازه کافی خوش شانس — یا به اندازه کافی تیره بخت — به نزدیکی نقطه ای که در آن یک FRB تولید شد تمام طول موج خواهد رسید و آنها را به طور همزمان.

اما هنگامی که امواج رادیویی از طریق تصویب موضوع آنها به طور خلاصه آهسته. دیگر طول موج بیشتر از یک موج رادیویی "احساس می کند" این مهم است. فکر می کنم از آن را مانند مقاومت در برابر باد. یک ماشین بزرگتر احساس می کند بیشتر مقاومت در برابر باد از یک ماشین کوچکتر.

از "مقاومت در برابر باد" اثر امواج رادیویی فوق العاده کوچک اما فضای بزرگ است. زمان یک FRB سفر کرده است میلیون ها و یا میلیاردها سال نوری به زمین برسد و پراکندگی کاهش پیدا کرده است و دیگر طول موج به طوری که آنها می رسند نزدیک به یک دوم بعد از طول موج های کوتاه تر.

در آن وضع پتانسیل FRBs به وزن جهان را باريونهای سنگين فرصت ما به رسمیت شناخته شده در نقطه. با اندازه گیری گسترش طول موج های مختلف در درون یک FRB ما می تواند محاسبه دقیقا چه مقدار ماده — چگونه بسیاری از باريونهای سنگين — امواج رادیویی از طریق تصویب در راه خود را به زمین.

در این مرحله ما خیلی نزدیک بودند اما وجود دارد یک قطعه نهایی از اطلاعات ما مورد نیاز است. به دقت اندازه گیری baryon چگالی ما نیاز به دانستن که در آن در آسمان یک FRB آمد از. اگر ما می دانستیم که منبع کهکشان ما می دانیم که چگونه به دور از امواج رادیویی سفر کرد. با که و میزان پراکندگی آنها تجربه کرده شاید ما می تواند محاسبه چقدر توجه به آنها از طریق تصویب در راه زمین است ؟

متاسفانه این تلسکوپ در سال 2007 نیست به اندازه کافی خوب به دقت اشاره کردن دقیقا همان است که کهکشان — و بنابراین چگونه دور — یک FRB آمد از.

ما می دانستیم که چه اطلاعاتی را به ما اجازه می دهد برای حل این مشکل در حال حاضر ما فقط تا به حال به صبر برای فن آوری برای توسعه به اندازه کافی به ما بدهد که داده است.

ویژگی های نوآوری

آن 11 سال تا زمانی که ما قادر به جایی و یا ترجمه و بومی سازی — ما برای اولین بار FRB. در ماه اوت سال 2018 ما پروژه های مشترک به نام هنر و صنعت شروع به استفاده از این استرالیا کیلومتر مربع آرایه Pathfinder (ASKAP) رادیو تلسکوپ در جای دور افتاده استرالیا غربی به دنبال FRBs. این تلسکوپ که اجرا شده توسط ملی استرالیا, علم, آژانس CSIRO — می توانید به تماشای بخش عظیمی از آسمان حدود 60 برابر اندازه ماه کامل است و می توانید به طور همزمان تشخیص FRBs و با دقت اشاره کردن که در آن در آسمان آنها آمده است.

ASKAP اسیر آن اولین FRB یک ماه بعد. هنگامی که ما می دانستیم دقیق بخشی از آسمان که امواج رادیویی را از آمد ما به سرعت با استفاده از تلسکوپ کک در هاوایی است که برای شناسایی کهکشان FRB از آمد و چقدر دور است که کهکشان بود. اولین FRB ما شناسایی از یک کهکشان به نام DES J214425.25-405400.81 است که حدود 4 میلیارد سال نوری از زمیندر مورد شما بدونم.

تکنولوژی و روش کار کرده. ما تا به حال اندازه گیری پراکندگی از یک FRB و می دانست که از کجا آمده است. اما ما نیاز به گرفتن چند از آنها را به منظور دستیابی به یک معنی داری تعداد باريونهای سنگين. بنابراین ما منتظر و امیدوار به فضا ارسال خواهد ما بیشتر FRBs.

در اواسط ماه جولای 2019, ما تا به حال شناسایی پنج بیشتر حوادث — به اندازه کافی برای انجام اولین جستجو برای از دست رفته مهم است. با استفاده از پراکندگی اقدامات این شش FRBs ما قادر به ایجاد یک محاسبه چه مقدار ماده امواج رادیویی از طریق قبل از رسیدن به زمین است.

ما با غلبه بر هر دو حیرت و اطمینان در حال حاضر ما شاهد سقوط داده در سمت راست منحنی پیش بینی شده تا 5 درصد تخمین می زنند. ما تا به حال شناسایی گم شده باريونهای سنگين در حل این cosmological معما و قرار دادن به بقیه دو دهه از جستجو.

این نتیجه تنها گام اول است. ما قادر به تخمین میزان باريونهای سنگين اما با تنها شش امتیاز داده نمیشود و در عین حال ساخت یک نقشه جامع از دست رفته باريونهای سنگين. ما اثبات هوی و هوس به احتمال زیاد وجود دارد و تایید کرده اند چقدر وجود دارد اما ما نمی دانیم که دقیقا چگونه آن را توزیع شده است. اعتقاد بر این است که بخشی از گسترده filamentary شبکه گاز که متصل کهکشان نامیده می شوند "کیهانی وب" اما با حدود 100 سریع رادیو انفجار کیهان شناسان می تواند شروع به ساخت یک نقشه دقیق از این وب سایت.

این مقاله به روز شد نشان می دهد که ملی استرالیا, علم, آژانس CSIRO عمل جدید تلسکوپ.

[بینش در صندوق پستی خود را هر روز. شما می توانید آن را با گفتگو خبرنامه ایمیلی.]

این مقاله در اصل منتشر شد در این گفتگو. این نشریه کمک این مقاله به زندگی می کنند علم را کارشناس صدای: Op-Ed & بینش.