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来自宇宙时间开端的声音:重子声学振荡

科学探索万象经验2023-05-08

在以前的文章中,我们谈到了其中一个特性:哈勃常数,以及它的测量带来的冲突。今天,我们将讨论另一种可能有助于解决这一问题的测量方法:重子声学振荡,它们是宇宙中最早声波的化石,烙印在空间星系的分布上。在这些模式中,我们可以阅读宇宙的膨胀历史。

混在重子和光子汤中的是暗物质。事实上,暗物质比重子要重5倍,这意味着它是早期宇宙中占主导地位的引力影响。但与重子不同,它根本不与光相互作用。宇宙充满了重子、光子和暗物质的炽热海洋,现在我们需要最后一个要素:密度波动。这些波动可能是宇宙在亚原子大小时随机量子波动的残余,而现在它们随着宇宙膨胀而极大地扩大了。

随着等离子体变成气体,声速从光速的一半下降到每秒只有数百米。等离子体波转化成气体波基本上冻结在其当前状态,那个壳的半径固定在宇宙的膨胀率上。那么,它的大小呢?声波可以在当时的宇宙年龄中传播确切的距离,我们称之为声音视界。当重组事件发生时,它的大小大约是50万光年。现在,宇宙扩大了1100倍,所以这个壳的大小应该是5亿光年左右。