来自两次截然不同的天文调查的数据的强大组合使研究人员能够构建宇宙演化的“宇宙 CT 扫描”。
这些快照表明，随着重力等力量重塑了宇宙，宇宙也变得不再那么块状。换句话说，宇宙变得比预期更加复杂。这些发现背后的团队使用了第六次也是最后一次发布的数据
阿塔卡马宇宙学望远镜(ACT) 结合第一年的数据
暗能量光谱仪（DESI）得出这些结论。
这种强大的数据组合使研究人员能够对宇宙时间进行分层，类似于将古代宇宙照片叠加在最近的宇宙图像上，从而创建宇宙的多维视角。
宾夕法尼亚大学团队联合负责人 Mathew Madhavacheril 表示：“这个过程就像宇宙 CT 扫描，我们可以查看宇宙历史的不同片段，并追踪物质在不同时期如何聚集在一起。”在一份声明中说。 “它让我们能够直接了解物质的引力影响在数十亿年来是如何变化的。”
追寻远古宇宙光的故事
为了让团队建立这种所谓的宇宙 CT 扫描，他们需要求助于几乎与宇宙本身一样长的光。
利用如此古老的光，我们可以追踪宇宙在大约 138 亿年的引力重塑过程中所经历的变化。
“ACT 覆盖了大约 23% 的天空，利用自宇宙诞生以来一直在传播的遥远而微弱的光，描绘了宇宙的婴儿期图景。”，该团队的共同领导论文 Madhavacheril Group 的研究生研究员 Joshua Kim 在声明中说道。“正式来说，这种光被称为(CMB)，但我们有时只是称其为宇宙的婴儿照片，因为它是宇宙 38 万年前的快照。”
CMB 是大爆炸后不久发生的称为“最后散射”的事件留下的光。当宇宙膨胀和冷却到足以允许电子和质子形成第一个中性氢原子时，就会发生这种情况。自由电子的消失意味着光子（又称光粒子）可以自由传播，而不会被无休止地散射。换句话说，宇宙突然从不透明变成了透明。
今天，第一道光被视为宇宙微波背景（CMB），也称为“最后散射表面”。
尽管宇宙微波背景经常被描述为“宇宙化石”，但它数十亿年来并没有完全保持不变。这宇宙的膨胀导致其光子转移到更长的波长并损失能量。现在其温度统一为负 454 华氏度（负 270 摄氏度）。
由于质量使时空结构扭曲，从而产生引力，来自宇宙微波背景的光在穿过大型、密集和重型结构时会发生扭曲，例如星系团。这类似于观察空游泳池底部的网格图案并注意添加水时引起的变形。
宇宙的团块在哪里？
ACT 数据在其宇宙婴儿照片中捕获了 CMB 的快照，而 DESI 为科学家提供了“成熟”宇宙的更新记录。
DESI 通过绘制宇宙的三维结构来实现这一点，这是通过绘制数百万个星系（尤其是发光的红色星系）的分布来实现的 （LRG）。利用这些星系作为“宇宙地标”，科学家可以重建物质在宇宙时间内的分散情况。
Kim 说：“DESI 的 LRG 就像一幅更新的宇宙图景，向我们展示了星系在不同距离上的分布情况。” “这是一种强有力的方法，可以了解结构如何从宇宙微波背景图演化到今天的星系所在位置。”
将 ACT CMB 透镜图和 DESI LRG 数据放在一起就像浏览一本展示婴儿到成人发育过程的相册，只不过是针对宇宙。
浏览这个宇宙相册时，团队发现了一个小差异。该团队计算出的宇宙后期物质的“团块”与理论预测不符。
尽管这种差异还没有大到足以表明全新的物理学在起作用，但它确实表明宇宙结构并没有完全按照早期宇宙模型所暗示的方式演化。研究结果还暗示，宇宙的结构增长可能已经放缓，而目前的模型无法完全解释这一点。
“我们发现，在很大程度上，结构形成的故事与爱因斯坦引力的预测非常一致，”马达瓦切里尔说。 “我们确实看到了近几个纪元（大约 40 亿年前）的预期团块数量存在微小差异的迹象，这可能会很有趣。”
这项工作背后的研究人员打算继续这一调查，但同时利用即将推出的更强大的望远镜，这应该为他们提供更精确的测量。
该团队的研究成果于 2024 年 12 月 10 日发表在宇宙学与天体粒子物理学杂志。
最初发布于太空网。
