新研究揭示宇宙物质分布：76% 普通物质藏于星系间

IT之家 12 月 28 日消息，科学家们通过一项新研究揭示了宇宙中普通物质的神秘分布，解决了长期困扰天文学家的“宇宙物质失踪”谜题。研究表明，宇宙中 76% 的普通物质存在于星系之间的空间，而非集中在星系和恒星内部。

这项研究于 2025 年 6 月发表，科学家团队使用一种独特的射电技术，对宇宙中的普通物质进行了全面普查。研究结果显示，除了星系之间的空间，15% 的普通物质存在于星系晕中，剩余的 9% 则在恒星内部。

宇宙网与物质分布

宇宙中充满了壮丽的天体，然而大爆炸理论预测，仅有 5% 的宇宙物质是由质子、中子和电子构成的原子。大多数这些原子无法在恒星和星系中找到，科学家们推测它们藏身于星系之间的广袤虚空中。

尽管太空常被称作真空，但它并非完全空无一物。单个粒子和原子弥散在星系之间，构成了一个昏暗、呈丝状网络结构的“宇宙网”。

快速射电暴：揭示宇宙秘密的工具

快速射电暴是一种强烈的射电波爆发，首次于 2007 年被发现。科学家们利用这种现象来探测星系之间的空间。射电暴的能量在穿越宇宙空间的过程中会衰减，当抵达地球时，其强度已降至微弱。

研究指出，快速射电暴的源头是超致密中子星周围的强磁场区域。天文学家通过测量射电信号的色散量，计算出射电暴在抵达地球的途中穿过了多少星系际气体。

“宇宙中 76% 的普通物质存在于星系之间的空间。”

星系际介质的挑战与突破

星系际介质密度极低，约为每立方米 1 个原子，远低于地球空气密度。然而，由于宇宙的巨大尺度，这种弥散介质的物质总量依然相当可观。星系际介质温度极高，达到数百万摄氏度，使其极难观测。

天文学家借助新型工具，克服了这一挑战。加州理工学院和哈佛天体物理中心的科学家团队使用加利福尼亚州的一个由 110 台射电望远镜组成的阵列，对 69 个快速射电暴展开了研究。

未来展望与未解之谜

这项研究为大爆炸理论提供了有力佐证，验证了宇宙诞生初期形成的普通物质总量占比约为 5%。目前，科学家已观测到数千个快速射电暴，未来的射电望远镜阵列有望将发现速率提升至每年 1 万个。

尽管科学家对普通物质的分布有了深入了解，但宇宙的绝大部分构成仍是未解之谜。暗物质和暗能量是宇宙中含量最丰富的两种成分，对它们的认知仍十分有限。

“暗物质的总质量，是普通物质的 5 倍以上。”

暗物质可能是一种未被发现的基本粒子，不属于粒子物理标准模型。尽管未能直接探测到这种粒子，但其存在已被广义相对论的引力透镜效应所证实。

一个谜题或许已经解开，但更大的谜团仍待探索。科学家对构成人类及周遭世界的普通原子已有了极为深入的了解，但暗物质和暗能量依旧神秘莫测。