【搜狐科學消息】據英國《物理世界》最新報道，一個由天文學家和物理學家組成的國際小組第一次探測到了星系團（galaxy clusters）的大尺度移動。他們使用的是一項幾乎40多年前的理論，這也是第一次直接測量宇宙學距離上物體的運動。這樣的天文觀測能夠使我們更好的理解宇宙的形成和演化，亦能幫助天文學家研究暗物質和暗能量的性質。

天文學家第一次探測到了星系團（galaxy-clusters）的大尺度移動。這樣的天文觀測能夠使我們更好的理解宇宙的形成和演化。


運動引起的“蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應”是由于星系團中的電子做整體運動，其中的高能電子和宇宙背景輻射相互作用的結果。

　　早在1972年，前蘇聯理論物理學家蘇尼亞耶夫（Rashid Sunyaev）和澤爾多維奇（Yakov Zel'dovich）認為，星系團的整體移動在理論上應該會導致宇宙背景微波輻射（CMB）溫度的輕微變化。宇宙背景微波輻射是宇宙大爆炸的剩余熱輻射。“蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應”是高能電子通過“逆康普頓散射”對宇宙背景微波輻射產生的擾動。該效應可被分成熱效應、運動效應和極化效應，其中由運動引起的效應被用來測量這種大尺度的運動。

　　運動引起的“蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應”是由于星系團中的電子做整體運動，其中的高能電子和宇宙背景輻射相互作用的結果。來自朝向我們運動的星系團方向的背景微波輻射看起來比正常情況要高百萬分之幾度，而來自背離我們運動的星系團方向的背景微波輻射看起來要冷一些。雖然該理論是在40年前提出的，但這是第一次觀測到由運動引起的“蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應”。

　　為了克服測量這種非常小的溫度變化，來自美國加州理工大學伯克利分校的物理學家尼克•漢德（Nick Hand）和來自智利“阿塔卡馬宇宙學望遠鏡”（ATC）以及新墨西哥州“重子振蕩光譜學巡天”（BOSS）工程項目的另外58名科學家一起，對來自多個星系團的溫度測量結果進行了綜合分析。科學家把來自“重子振蕩光譜學巡天”工程中的27291個明亮星系的數據與“阿塔卡馬宇宙學望遠鏡”在2008年—2009年測量的數據疊加在一起。因為每一個星系都居于一個星系團中，所以星系的位置就用來確定擾動背景微波輻射的星系團的位置。

　　該小組利用的這些星系團的距離有幾十億光年遠，以600公里每秒的速度運動。在這個距離上的物體的運動測量起來非常困難，因為這需要精確的距離測量。漢德說：“運動蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應”的優勢在于該效應的量級與星系團離開我們的距離無關，因此我們可以用來測量離我們非常遙遠的物體的運動。該方法也可以作為一種獨立于目前使用的方法來對宇宙大尺度結構進行測量。”

　　科學家從“重子振蕩光譜學巡天”中獲得的27291個星系數據中抽取了7500個最明亮的星系發現了“蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應”。由于兩個星系團之間的引力吸引作用，它們之間相互靠近，此時“運動蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應”變得非常顯著——宇宙背景微波輻射數據上較熱的部分意味著該星系向著我們移動，與“多普勒效應”類似。由于溫度變化的數據是平均了幾千個星系的測量結果，所以“運動蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應”的信號非常清晰。

　　通常“運動蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應”信號非常微弱，這是因為微波輻射穿過星系團的時候與其中的電子相撞的幾率非常低，從與電子的碰撞中獲得的能量變化也非常低。通過對數據集中幾千個星系的數據進行疊加處理，減小了其中的誤差，從而得出了非常強的信號。（編譯：雙螺旋）