eROSITA全天巡天觀測到的星系團，紅點表示紅移1天體，大型的危藍點表示紅移3天體。線巡（圖片來源:uux.cn/MPE,緩解 J. Sanders for the eROSITA consortium）
（神秘的地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：對星系團在138億年的宇宙歷史中如何演變的一項新分析可能有助于解決圍繞我們宇宙物質(zhì)內(nèi)容“塊狀性”的長期緊張關系。最終，圍繞它還可能幫助科學家解決許多其他宇宙之謎。宇宙
eROSITA宇宙X射線源全天空調(diào)查的塊狀第一批數(shù)據(jù)在2022年2月完成了4.5次全天空調(diào)查，包含了對宇宙總物質(zhì)數(shù)量和物質(zhì)平滑度或“同質(zhì)性”的大型的危精確測量。
這些發(fā)現(xiàn)可能有助于解決宇宙學標準模型的線巡理論預測與宇宙大爆炸后誕生的宇宙化石（稱為宇宙微波背景（CMB））觀測之間的差異。目前，緩解兩人在宇宙物質(zhì)的圍繞起伏程度上存在分歧。
這種差異被稱為S8張力，宇宙S8是塊狀科學家用來量化大約2600萬光年范圍內(nèi)物質(zhì)波動幅度的參數(shù)。換句話說，大型的危宇宙在大尺度上的線巡整體性。
雖然S8張力對宇宙學來說可能不像“哈勃張力”那樣是一個突出的問題，哈勃張力描述了科學家在宇宙膨脹率計算中看到的差異，但它仍然代表著一場醞釀中的風暴。甚至有人提出，我們可能需要找到全新的物理學來解決這個難題。然而，eROSITA的新數(shù)據(jù)帶來了希望，即S8的緊張局勢可以在沒有如此激烈措施的情況下得到緩解。
“eROSITA現(xiàn)在已經(jīng)建立了星團演化測量作為精密宇宙學的工具，”eROSITA星團和宇宙學團隊的首席科學家Esra Bulbul在一份聲明中說。“我們從星系團中測量的宇宙學參數(shù)與最先進的CMB一致，表明從大爆炸后不久到今天，相同的宇宙學模型仍然成立。”
與eROSITA一起解決醞釀中的宇宙危機
宇宙學的標準模型，或“λ冷暗物質(zhì)（CDM）模型”表明，宇宙在大爆炸后立即是一個炎熱而密集的光子或光粒子以及自由電子和質(zhì)子的海洋。
人們認為這些電子此時會無休止地散射光子，這意味著宇宙本質(zhì)上是不透明的。直到大約40萬年后，當宇宙膨脹和冷卻到足以允許電子和質(zhì)子足夠接近以結(jié)合并產(chǎn)生第一個氫原子時。
在這個再電離時代，光子突然被允許傳播，宇宙變得對光透明。這“第一道光”現(xiàn)在幾乎完全均勻地充滿了宇宙，被稱為CMB，或“最后散射的表面”。因為這種光在第一批恒星和星系出現(xiàn)之前就已經(jīng)存在了，所以CMB是追蹤宇宙演化的絕佳工具。
隨著宇宙時間的推移，第一批原子聚集形成了第一批氣體云，然后第一批恒星聚集成星系，這些星系又聚集成第一批星系團，最終形成了已知宇宙中一些最大的結(jié)構(gòu)。
俄羅斯-德國光譜-倫琴-伽馬射線（SRG）航天器上的主要儀器eROSITA對這些星團的觀測表明，可見物質(zhì)和暗物質(zhì)占宇宙總能量密度的29%，這與CMB的測量結(jié)果一致。

兩個版本的eROSITA全天巡天目錄（eRASS1）數(shù)據(jù)（右）地球上空的X射線（右）X射線源。（圖片來源:uux.cn/MPE，j . Sanders für das eROSITA-Konsortium）
在觀測星系團時，eROSITA還能夠使用S8參數(shù)測量物質(zhì)的質(zhì)量。雖然先前的CMB實驗表明S8的值高于標準模型預測的值，但對這顆宇宙化石的eROSITA觀測更符合這些理論預測。
研究負責人、馬克斯·普朗克地外物理研究所博士后研究員維托里奧·吉拉爾迪尼在聲明中說:“eROSITA告訴我們，在整個宇宙歷史中，宇宙的行為都符合預期。”“宇宙微波背景下沒有緊張——也許宇宙學家現(xiàn)在可以放松一點了。”
宇宙幽靈狩獵
eROSITA對星系團的觀測還幫助科學家們更多地了解了被稱為中微子的微小粒子，這種粒子的質(zhì)量和電荷都很小，基本上在雷達下傳播。事實上，它們每秒鐘有100萬億個穿過我們的身體，而沒有被注意到。這不僅使中微子難以被探測到，還為它們贏得了“幽靈粒子”的綽號。
這些粒子微小的質(zhì)量也使它們能夠以接近光速的速度在宇宙中穿行，天文學家將它們描述為“熱的”，因為這一事實。溫度本質(zhì)上是粒子運動速度的量度。這意味著中微子可以消除宇宙中物質(zhì)的分布，這種作用可以通過研究我們已知的最大宇宙結(jié)構(gòu)的演化來測量。
因此，將星系團的eROSITA測量與CMB的觀測相結(jié)合，提供了迄今為止用宇宙學探測器獲得的最精確的中微子總質(zhì)量測量值。
Ghirardini說:“這聽起來可能有點矛盾，但我們已經(jīng)從宇宙中最大暗物質(zhì)暈的豐富程度中獲得了對已知最輕粒子質(zhì)量的嚴格限制。”“當與地基中微子實驗相結(jié)合時，我們甚至處于測量中微子總質(zhì)量的突破邊緣。”
eROSITA對宇宙的見解并沒有就此結(jié)束；來自該儀器的數(shù)據(jù)也應該能夠揭示宇宙中最大結(jié)構(gòu)的增長率，這是愛因斯坦1915年的引力理論:廣義相對論所預測的。
對eROSITA觀測到的12，247個光學識別的星系團的早期分析似乎表明，在宇宙后期，這一增長率略低于廣義相對論的預測。
馬克斯·普朗克地外物理研究所的博士后研究員伊曼紐爾·阿蒂斯在聲明中說:“我們可能處于新發(fā)現(xiàn)的邊緣。”“如果能得到證實，eROSITA將為超越廣義相對論的新的令人興奮的理論鋪平道路。”