一項對銀河系外太空領域的研究幫助人們加深了對宇宙構成的理解，位於哼茨維爾的阿拉巴馬大學的天體物理學家仔細查驗了錢德拉X—射線天文臺的觀測數據，他們糾正了天文學家過去的一種看法：星系的可見物質比理論預測的數量要少。物質質量主要由重元素粒子構成，長期以來，在天體物理學界存在一種十分流行的觀點，有一部分星系物質質量、或重子消失了，如何解釋“迷失的重子”?這是天文學的一大課題。阿拉巴馬大學的研究人員發現，“迷失的重子”沒有之前估計的嚴重，一定比例的重子物質存在於大而明亮的星系團內。
經過對大型的星系團的觀測和分析，科學小組發現，過去的天文觀測忽視了一定比例的重子物質，它們沒有消失，只是存在於大型星系團的氣體之中。宇宙的可見物質由重子等粒子構成，它們來自於宇宙大爆炸後微觀粒子的合成。科學小組的成員來自於阿拉巴馬大學和英國的布里斯托大學等，牛津大學出版社發行、英國皇家天文學會舉辦的雜誌《每月通訊》刊載了科學小組的發現成果。如何解釋星系中重子數量的虧損現象？通過理論計算可以發現宇宙中缺少的重子數量，天文學家在觀測中沒有找到它們的蹤跡。在宇宙的構成成分中，暗能量佔到大約75%，物質和暗物質佔到大約25%，其中大約有16%是我們熟悉的可見物質，84%是我們不熟悉的暗物質，可見物質構成了我們周圍的天地萬物。我們不知道暗物質如何構成，它們的存在和特性在人們的感官能力之外，暗物質由某種特定類型的物質粒子構成，它們似乎不能釋放可探測的能量。
暗能量、暗物質和普通重子物質構成了一幅完整的物質世界“餅圖”，它們各自的比例不同，不同物質類型的佔比加起來等於100%，我們不知道什麼是暗物質、什麼是暗能量，但是，我們用簡單而完整的物質“餅圖”來描繪宇宙成分的構成。暗能量顯示了排斥力的特性，暗物質和重子物質、或普通物質則顯示了吸引力的屬性，在暗物質和重子物質引力的作用下，宇宙萬物在各自的範圍內相互聚集，在物質聚合的過程中形成恆星和行星，星系和星系團。通過查驗錢德拉X射線天文臺的觀測資料，科學小組發現，在星系和星系團之間的廣袤空間有大量擴散性的灼熱等離子氣體，它們3的存在在一定程度上彌補了“迷失的重子”。
星系之間的空域充斥了炙熱的等離子體氣體，它們的溫度達到了1億度，等離子體氣體在廣袤的星際空間四處擴散，它們的熱容量變得很低，就像人們將自己的手指伸進滾燙的沸水，或將手指伸進溫度為212華氏度、或100攝氏度的房間，人們會做怎樣的選擇？顯然，人們會選擇將自己的手指伸進100攝氏度的房間，人們的經驗選擇符合物理學的解釋，人的手指之所以能夠承受房間的高溫，這是由於熱量在房間的擴散效應很大，房間的熱容量比一壺開水的熱容量低得多。
熱氣體由引力聚合起來，為什麼熱的氣體在引力小的地方不能選擇簡單的逃逸？熱的等離子氣體幫助我們認識到兩點，第一：測量普通物質的重子成分，重子物質存在於熱氣體中，第二，如果熱氣體聚在一起，那麼可以測量將它們聚在一起的物質有多少，將它們聚在一起的暗物質有多少。從理論上分析，宇宙應當包含同樣比例的可見物質和暗物質、或宇宙的物質分佈基本均勻，在宇宙空間的任何地方抽取樣本物質，物質和暗物質的比例都一樣，天體物理學家利用宇宙微波輻射圖譜來證明宇宙的物質分佈基本均勻的事實。
宇宙微波輻射圖譜反映了宇宙過去的樣態，它是宇宙大爆炸後遺存的輻射，宇宙空間各處同樣比例的可見物質和暗物質在大爆炸之後呈現均勻分佈的狀態，好像我們走到海洋岸邊的各處，用勺子在海面上舀取一勺子的水，海水的鹽分比重、或海水鹽分的集中度各處一樣，從此海岸取水、從彼海岸取水、或從任何位置的海面取水，海水鹽分的比重相同。天體物理學家過去的研究表明，一些星系內的重子成分不足，與理論預期的成分存在差距，科學家要問，缺失的重子物質存在於什麼地方？
星系內缺失的重子物質比重為16%，或有16%的重子物質迷失了一部分，科學小組小組認為，它們沒有缺失、或遺失，所有的重子物質在星系團內。大多數明亮的星系團中含有理論預期的重子物質，沒有出現佔16%比例的重之物質丟失的現象。在過去天文研究的記錄中出現了重子物質缺失的謎題，科學小組提出了一種新的理論思路，小一些的星系團與大一些的星系團相比，重子的集中度、或比重要低，在一些引力相對弱的區域，熱的氣體擺脫了引力的作用，逃逸出來的過程好像一些行星失去了大氣層。氣體在引力作用下聚合起來，而一部分氣體由於引力的不足從氣體團逃逸出來。大的星系團和小的星系團都成為科學小組的研究對象，為了進一步研究小的星系團，孫明博士從弗吉尼亞大學轉入阿拉巴馬大學，他對星系團中為什麼有16%的重子物質出現缺失的現象抱有很大的興趣和好奇心
（編譯：2013-7-28）
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