人类终于找到宇宙“丢失的物质”：它被星系喷射到400万光年之外

几十年来，天文学家一直被一个问题困扰：

宇宙中的那些“普通物质”，到底去哪了？

这里的普通物质，并不是神秘的暗物质。

暗物质虽然占据宇宙绝大多数质量，但它不发光，也几乎不与光发生作用，科学家只能通过它产生的引力影响推测它的存在。

而普通物质，就是我们熟悉的一切。

恒星、行星、星系、气体、尘埃，甚至组成我们身体的每一个原子，都属于普通物质。

按照宇宙学模型推算，宇宙诞生之后，普通物质大约占整个宇宙物质总量的17%，其余约83%则属于暗物质。

理论上，这个比例经过138亿年的宇宙演化后，应该依然能够在今天的宇宙中找到对应数量。

但现实却出现了一个巨大漏洞。

当科学家统计星系中的恒星和气体质量时，他们发现：

星系内部的普通物质数量，只有理论预测值的大约十分之一。

剩下的那些物质去哪了？

它们是否隐藏在宇宙某个无法观测的角落？

这个问题困扰了科学界几十年。

如今，一个来自CHIME/FRB国际合作团队的新研究给出了答案。

科学家发现，那些曾经“消失”的普通物质，并没有离开宇宙。

它们被星系内部极端剧烈的宇宙事件抛了出去，漂浮在星系之间广袤的空间中。

更令人惊讶的是：

推动这些物质离开星系的力量，比过去科学家认为的强大得多。

这意味着，黑洞喷流和恒星爆炸等宇宙事件，可能比我们想象中更加暴烈。

要理解这个发现，首先需要知道宇宙早期发生了什么。

138亿年前，宇宙从一个极端高温、高密度状态开始膨胀。

在最初阶段，物质并不是均匀分布的。

暗物质凭借强大的引力，逐渐形成宇宙结构的骨架。

普通物质随后被吸引过去，形成最早的气体云。

随着时间推移，这些气体云不断坍缩，点燃恒星，最终形成今天看到的星系。

按照传统理解，星系应该像巨大的“仓库”。

它们聚集物质，并利用这些物质形成恒星。

但观测结果告诉科学家：

仓库里的货物少了一大半。

而且这些物质并不是宇宙诞生时就不存在。

因为根据宇宙微波背景辐射、早期元素形成等观测结果，科学家已经确认，宇宙早期确实存在足够数量的普通物质。

因此，一个合理猜测是：

这些物质后来被从星系内部“赶”了出去。

问题在于，宇宙空间太巨大了。

星系之间的距离通常达到数百万光年。

如果这些气体真的存在于星系之外，它们会变得极其稀薄。

稀薄到即使数量巨大，也很难直接看到。

这就像把一滴墨水倒入整个太平洋。

墨水并没有消失，只是浓度低到无法直接发现。

于是科学家寻找了一种新的方法。

他们没有直接寻找这些气体，而是寻找它们留下的痕迹。

这个工具，就是快速射电暴。

快速射电暴，也就是FRB，是宇宙中极其短暂但能量巨大的无线电爆发。

它们持续时间通常只有几毫秒，却可以从数十亿光年之外抵达地球。

过去，科学家一直不确定它们到底来自什么。

有人认为可能来自高度磁化的中子星，也有人认为来自某些极端宇宙环境。

但FRB还有一个特殊能力。

它们穿越宇宙时，会受到沿途物质影响。

当无线电信号经过气体时，不同频率的信号传播速度会略有不同。

最终，一个原本极短的脉冲，会被拉长。

科学家称这种现象为“色散”。

而拉长程度，恰好与信号经过多少物质有关。

简单来说，FRB就像一束穿越宇宙的激光扫描。

虽然我们看不到隐藏的气体，但可以通过它留下的痕迹判断那里是否存在物质。

研究团队利用加拿大氢强度测绘实验（CHIME）探测到的大量FRB数据，同时结合暗能量光谱仪（DESI）绘制出的数百万个星系位置。

他们将两组数据进行比对。

他们想知道：

FRB信号被拉长，是因为经过星系内部的物质，还是因为穿过了星系之间隐藏的气体？

结果显示：

答案是后者。

大量失踪的普通物质，确实存在于星系之外。

而且它们形成了比过去预测更加庞大的气体云。

研究人员发现，这些物质甚至延伸到了距离星系约400万光年的区域。

这个距离远远超过此前宇宙模拟的预测。

一个普通星系的直径可能只有几十万光年。

但它影响周围空间的范围，却可能达到数百万光年。

这说明，星系并不是孤立存在的岛屿。

它们会不断向周围宇宙释放物质，改变整个宇宙环境。

那么，到底是什么力量把这些气体推到了如此遥远的位置？

科学家认为，答案来自宇宙中最猛烈的事件。

其中一个重要角色，就是黑洞。

几乎每个大型星系中心，都存在一个超大质量黑洞。

黑洞本身无法主动喷射物质，但当大量气体被吸入黑洞周围时，会形成高速旋转的吸积盘。

其中一部分物质会沿磁场方向被加速，形成巨大的黑洞喷流。

这些喷流速度接近光速，可以穿越数百万光年的距离。

它们释放出的能量足以影响整个星系甚至更大的宇宙区域。

另一个重要来源，则是恒星爆炸。

大质量恒星死亡时，会发生超新星爆炸。

一次爆炸释放的能量，相当于数十亿颗太阳同时释放能量。

大量气体会被猛烈吹向星际空间。

无数颗恒星经历这样的死亡过程后，整个星系就像一个不断喷射物质的宇宙发动机。

过去，科学家认为这些过程虽然强大，但影响范围有限。

然而新的研究表明：

它们产生的能量可能远超过去估计。

换句话说，我们低估了黑洞和恒星死亡对宇宙环境的影响。

这项研究的重要意义，不只是找到了失踪物质。

更重要的是，它证明了一种新的宇宙观测方式。

过去，人类主要依靠望远镜观察宇宙中的发光天体。

恒星在哪里，星系在哪里，我们都可以看到。

但宇宙中大量物质并不会发光。

它们隐藏在黑暗之中。

FRB提供了一种全新的思路：

不需要看到物质本身，只需要观察它如何改变穿越其中的信息。

未来，随着更多快速射电暴被发现，科学家可能绘制出更加完整的宇宙物质地图。

我们将进一步了解：

星系如何诞生？

黑洞如何影响宇宙？

普通物质如何在宇宙空间中流动？

曾经，人类以为星系之外是一片空无。

但现在我们发现：

那里并不空。

那些曾经消失的原子，只是离开了自己的星系，漂浮在更加广阔的宇宙中。

它们没有消失。

它们只是等待一种新的方式，被人类重新发现。

（参考：“Wang, H., Masui, K., Andrew, S., Bhardwaj, M., Fonseca, E., Gaensler, B. M., Joseph, R. C., Kaspi, V. M., Kharel, B., Lanman, A. E., Leung, C., Mas-Ribas, L., Mena-Parra, J., Nimmo, K., Pearlman, A. B., Pen, U., Prochaska, J. X., Raikman, R., Shin, K., . . . Stairs, I. H. (2026). Measurement of the Dispersion-Galaxy Cross-Power Spectrum with the Second CHIME/FRB Catalog. Physical Review Letters, 137(4). https://doi.org/10.1103/9th9-qc51）