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宇宙学

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背景中微子成为众人瞩目的焦点

天体物理学家已经看到了大爆炸留下的中微子背景微小变化的证据。牛津大学的罗伯特·特洛塔(Roberto Trotta)和罗马大学的“亚历山德罗·梅尔基奥里”(La Sapienza)说,他们的结果与宇宙学和粒子物理学的标准模型一致。他们的论文于12月发布在Arxiv.org上,刚刚被接受在2002年发表。 体检信 (astro-ph / 0412066)。

正如宇宙微波背景是由早期宇宙中的光子组成的一样,宇宙中微子背景也包括从大爆炸中遗留下来的中微子。在过去十年的一系列实验中,天体物理学家已经测量了微波背景的各向异性–在天空中不同位置处温度的微小波动–精度越来越高。这些测量提供了迄今为止有关宇宙年龄和组成的最准确数据。

但是,中微子比光子更难检测,这就是为什么对宇宙中微子背景知之甚少的原因。的确,Trotta和Melchiorri依靠微波背景的测量和其他天体物理观测来找到中微子背景波动的证据。

理论家预测,中微子本底应每立方厘米包含约150个中微子,并且其温度应约为2开尔文。此外,像微波背景一样,中微子背景也应该是各向异性的。在这两种情况下,这些各向异性都反映了早期宇宙中物质分布的细微变化,这些变化最终发展为今天我们所看到的星系和星系团的大规模结构。

Trotta和Melchiorri充分利用了中微子波纹对微波背景的间接影响这一事实,因为它们会扰乱早期宇宙中的引力,从而改变微波光子在整个宇宙中传播时的能量或温度。

中微子各向异性可以通过粘度参数来描述,该参数将中微子的速度与背景中的各向异性应力相关联。通过仔细检查来自Wilkinson微波各向异性探测器和Sloan Digital Sky Survey的数据,Trotta和Melchiorri看到了非零粘度参数的证据。如果粘度参数为零,则中微子背景不包含任何波纹。

“我们感到惊讶的是,使用当今的数据有可能实现这一结果,我们与之交谈的专家也是如此,”Trotta说,他也是日内瓦大学的学生。“这证明了现代宇宙学测量的极高品质,这使我们能够研究这种微妙的影响。”

Trotta和Melchiorri现在计划更详细地探索中微子背景的各向异性。

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