宇宙的浩瀚无垠令人惊叹，但科学家们长期以来一直面对一个巨大的谜团：宇宙中究竟蕴藏着多少普通物质？据现代宇宙学理论，暗物质占据了宇宙大多数比例，而我们日常所见的普通物质只占约16%。令人震惊的是，其中大约一半的普通物质居然处于一种极其稀薄、弥散的状态，以至于科学家们一直未能将其准确定位，被称为“失踪的物质”。直到最近，加州理工学院（Caltech）与哈佛-史密森天体物理中心（CfA）的天文学团队运用快射电暴（Fast Radio Bursts，简称FRBs）这一宇宙新兴工具，成功找到了散布在星系之间的这部分普通物质，为宇宙观察打开了前所未有的视野。快射电暴是一种来自遥远星系的极短暂但又异常明亮的无线电信号，这些信号穿越宇宙时，会被途径的物质环境所影响。天文学家通过检测这些信号的时间延迟和频谱扩展，能够“称重”沿途不可见的物质，尤其是难以通过光学或其他波段观测的稀薄气体。此次研究聚焦于69个已经确定来源和距离的快射电暴，距离跨度从约1174万光年到91亿光年。
其中最远的快射电暴名为FRB 20230521B，刷新了迄今为止观测到的最远快射电暴纪录。Caltech的DSA-110（Deep Synoptic Array-110）无线电望远镜起到了核心作用，这一由110台小型射电望远镜组成的阵列专门设计用来捕捉并精确定位快射电暴的发源地。通过这些数据，研究团队成功精确测量了星系之间稀薄且难以探测的气体含量。快射电暴的无线电波在传播过程中，频率不同的波长受物质的影响发生了不同程度的偏慢与色散，这种现象类似于光线通过棱镜分解成彩虹，天文学家借此推断出沿途物质的密度。结果显示，约76%的普通物质分布于星系之间的宇宙空间，即星系际介质（Intergalactic Medium，IGM）中；约15%集中在环绕星系的晕内，剩余部分则位于星系自身，包括恒星和冷气体。此次发现不仅验证了当今宇宙学模拟对物质分布的预测，更打破了长期以来观测手段不足的瓶颈。
对于宇宙演化和星系成长机制的研究也具有重大意义。普通物质作为构建星系和行星的基石，其分布状态直接影响星系形成过程、气体流动以及星际介质的物理环境。此外，快射电暴在宇宙学中的作用也愈发凸显。它们不仅可以精确绘制宇宙中常规物质的分布，还成为探测宇宙中基础粒子质量的有力工具。特别是对于中微子这一神秘粒子的研究，普通物质的聚集程度与中微子的质量存在关联，对于突破标准粒子物理模型意义非凡。Caltech团队领导的科学家认为，利用快射电暴进行宇宙观测只是刚刚起步。
预计未来建设的DSA-2000无线电望远镜阵列，年观测快射电暴数将达到一万次，使得对宇宙普通物质的研究将更全面和精细。通过更大规模和更高精度的快射电暴观测，科学家们将能剖析出更多宇宙暗藏的物理机制，甚至发现新的宇宙物理现象。归根结底，宇宙中的“失踪”普通物质之谜被揭开，昭示着现代天文观测技术的巨大进步。利用快射电暴这一强大工具，科研人员如同点亮了漫漫黑夜中的指路明灯，带领我们一步步逼近宇宙的终极真相。随着未来射电望远镜阵列的投入使用，探索宇宙深层秘密的步伐将更加坚实和迅猛，宇宙的宏伟画卷也会被描绘得更加完整与清晰。人类对宇宙的认知正在经历一次划时代的飞跃，而每一个发现都为我们揭示着宇宙诞生与演化的故事。
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