天文
我们可能刚刚找到了宇宙弦的证据
几十亿光年外的一对奇怪的星系可能是宇宙结构中一种假设的“褶皱”——宇宙弦的证据。
根据对这对星系特性的分析，这两个星系可能并不是独立的物体，而是由光线的一种幻觉造成的重复图像。而光线重复的原因可能是因为我们和星系之间的空间中存在一道疤痕，形成了一个引力透镜。
这篇描述宇宙弦候选者的论文由印度天体物理研究所的Margarita Safonova领导，已被《Bulletin de la Société Royale des Sciences de Liège》接受，并可在预印本服务器arXiv上获取。
宇宙弦就像是宇宙场中的微小一维皱纹或裂缝，被认为是在时间的最初时刻，当现实被拉伸并冻结在原地时形成的。
这些理论上的拓扑缺陷被估计宽度不超过一个质子，可能延伸到整个宇宙的广度，被认为是极其密集和庞大的。理论认为它们很可能是真实存在的，但我们还没有看到太多的物理证据。
从观测上来说，宇宙弦并不容易被证实。这是因为它们对宇宙产生的影响很容易被解释为其他原因。但可能存在微小的差异，更倾向于宇宙弦而非其他解释。
Safonova和她的同事们在宇宙微波背景辐射中发现了不止一个，而是几个宇宙弦候选者，其中一个被命名为CSc-1。然而，他们的论文主要关注最强的宇宙弦特征，一个名为SDSSJ110429.61+233150.3的星系对，简称为SDSSJ110429。
SDSSJ110429可能只是一对普通的星系。当我们看到非常接近并且相似的星系时，另一个解释是它们是由引力透镜产生的重复图像。
这是当时空围绕前景物质弯曲时发生的现象，就像在蹦床上放置重物时产生的曲率一样。从更远的物体穿过这个时空，光线会沿着弯曲的路径传播，导致可观测的扭曲、放大和重复。
通常情况下，我们可以看到产生透镜效应的前景物质，比如一个星系或一群星系。而背景物体的光线通常会被扭曲，并且重复图像之间会有时间延迟。缺乏这些特性可能意味着我们正在看两个星系，而不是一个透镜星系。或者它可能暗示了宇宙弦的存在。
在SDSSJ110429前面似乎没有明显的前景物质。光线也没有被扭曲。但Safonova和她来自印度和俄罗斯的同事们对两个星系的光线进行了详细分析。两者的光谱几乎完全相同，即每个星系发出的光线在另一个星系中有明显的对应。
它们的大小、距离和形状也几乎相同，就像在引力透镜重复中所期望看到的那样。而CSc-1区域内的其他星系对也显示出类似的特性。
大多数宇宙弦模型都基于直线弦。Safonova和她的团队计算出观察到的CSc-1星系对可以通过改变弦的方向和可能的弯曲来重复。
研究人员写道：“我们对CSc-1中的观测数据进行建模，发现大量的星系对可以通过复杂的弦几何结构来解释。”
“考虑到在图像平面上弯曲的宇宙弦模型可以改善引力透镜事件候选者的搜索。特别是，对SDSSJ110429-A、B星系对的建模表明，如果弦与视线强烈倾斜，并且可能在图像平面上弯曲，那么可以解释观察到的星系对之间的角度。”
这并不是确凿的证据。要检测到宇宙弦将需要非凡的证据。但它确实为寻找这些难以捉摸的物体开辟了一条新途径。
本文译自 ScienceAlert，由 BALI 编辑发布。