重子声学振荡是什么？它为何能称为宇宙的“标准尺”？( 二 ) _小知识

跟着宇宙春秋的增加，引力（以光速活动）可以达到越来越远的处所，导致越来越大的标准缩短和坍塌。当宇宙还很年青的时辰，气体云并没有冷却到位（温度还很高），若是气体云坍塌得太厉害，那么辐射的压力就会把气体云再推出去。引力又会吸引一部门气体云在次坍缩，若是温度仍是很高，那么辐射压力又会被气体云再次推出去，因为气体云是重子物质，这种往返振荡就近似于声波，是以我们称其为重子声学振荡。
这就是为什么我们会在大爆炸的余辉中会看到一些摆动、波动的图案。

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跟着时候的推移，宇宙的膨胀，第一个大的波动峰值就会转化为一个标准，在这个标准上，我们更有可能看到两个相距必然距离的星系。而今天这个距离半斤八两于5亿光年，这意味着若是我们在宇宙中选择一个星系，更有可能在5亿光年的距离上找到第二个星系，而不是在4亿光年或6亿光年。

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这种距离标准（星系之间彼此联系关系的标准）被称为声学标准，因为是重子（好比质子）在这些密渡过高的区域内往返振荡。造当作这种距离相关的现象被称为重子声振荡（BAO），我们可以操纵这种红移来测量宇宙膨胀率随时候的转变。
就在20年前，重子声振荡并不是测量宇宙中任何事物的可行方式。可是跟着两度场星系红移测量（2dFGRS）和今朝的斯隆数字天空测量（SDSS）等测量方式的呈现，我们已经测量了足够多的星系的位置和红移，并获得前所未有的宇宙大标准布局的细节。

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SDSS-III发布的数据，这是一张星系地图。图片上的每一个点和像素代表了整个星系。
经由过程重子声波振荡，我们从中获得的不仅是暗能量占宇宙总能量的三分之二（与宇宙微波布景辐射和超新星数据一致）并且暗能量与宇宙常数一致，跟着时候的推移连结不变，达到了有史以来的最高精度！
十年前，我们知道宇宙由暗能量本家儿导，但w的不确定性，即暗能量状况方程参数（w=P/ρ）简直定性很是大。我们可以说w在-0.5到-3.0之间，这是一个很大的规模。今天因为重子的声学振荡，我们可以说w在-0.87和-1.15之间，这是一个不成思议的前进！将来的调查，好比LSST将进行的调查，将把这种不确定性降低到几个百分点：若是进展顺遂，我们应该可以说w在-0.98到-1.03之间。

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总结：那么，到底什么是重子声学振荡呢？
宇宙始于密度的细小涨落，引力同时感化于通俗物质和暗物质，但只有通俗物质经由过程电磁彼此感化被推出，这一事实就发生了宇宙中的“特别标准” 。今天，我们可以经由过程不雅察星系之间的距离来不雅察这个特别的标准，而这个距离跟着宇宙的膨胀、跟着时候的推移而演变。
不仅仅是在今天，而是在所有我们能测量到的标准上，领会宇宙的整个膨胀汗青。