一个国际天文学家团队，包括圣安德鲁斯大学的物理学家，进行的新研究表明，根据宇宙学的标准理论，当宇宙年龄仅为当前的一半时，两个巨大的星系团不应发生碰撞。
根据λ -冷暗物质(ΛCDM)宇宙学的标准模型，星系首先形成，然后合并成更大的星系团。因此，星系团需要较长时间才能在宇宙中显现。这项发表在《天体物理学杂志》的新研究挑战了这一观点，表明在宇宙年龄约为现在的一半时，两个超大星系团以极高的速度相撞。
被讨论的星团被称为El gordo——在西班牙语中意为“胖一”，这个名字非常贴切，因为它的质量约为太阳的2000万亿倍（2后面跟着15个0）。这项新研究使用了对其质量的更新估计，使得这一估计更加精确，消除了早期研究中关于El Gordo对ΛCDM的主要不确定性来源。
其质量是通过背景星系光的偏转来估计的，由于El Gordo的引力作用，背景星系的形状看起来扭曲——有点像放大镜。这个“弱透镜”质量是通过哈勃太空望远镜获得的，并与詹姆斯·韦伯太空望远镜及其他研究的最新结果一致。现在质量的不确定性为10%。
这项研究由波恩大学的博士生埃琳娜·阿森西奥领导，利用之前发表的详细相互作用模拟来估计星系团碰撞的速度。然后，作者通过一个不太详细的宇宙学ΛCDM模拟，覆盖了非常大的体积，寻找模拟的星团对。
其目的是计算出有多少小行星与撞击前不久的El Gordo大致相似。这是通过一种创新的“光锥断层扫描”方法完成的，该方法认为，在结构较少的时候，更遥远的物体被观察到的时间更远。
结果表明，对于任何可能的碰撞速度，ΛCDM的张力都非常严重。此外，El Gordo质量中剩余的不确定性不再起重要作用。
埃琳娜表示：“我们之前的研究结果受到了一些科学家的质疑，因为最新的El Gordo质量估计发表后，结果略低。这确实减少了与ΛCDM的紧张关系，但对于任何可能的碰撞速度来说，这仍然是非常重要的。数百个详细的模拟表明，El Gordo看起来不像照片上的那样，因为碰撞速度要慢得多，这可能会在ΛCDM中出现。”
虽然有可能模拟出类似El Gordo的更快的碰撞，但这样的事件在ΛCDM中太罕见了。这是因为在宇宙历史的早期阶段发现两个如此巨大的星系团在惊人的距离内是非常不寻常的。进一步要求它们以高速相互靠近会损害可信度。这项新的研究和更精确的质量测量可能会导致更多的努力来模拟El Gordo，以更好地了解这个神秘的物体。
El Gordo并不是唯一一个与ΛCDM不一致的星系团碰撞的例子。圣安德鲁斯大学物理与天文学院的英德拉尼尔·班尼克博士开发了这个项目中使用的统计分析方法，他表示：“子弹星系团是两个星系团之间高能碰撞的另一个例子，尽管发生在更晚的时代。结合El Gordo，ΛCDM的情况变得更糟。我们的研究中还提到了其他几个已知的例子。”
还有几项研究表明，ΛCDM中单个星系的形成速度似乎比预期的要快得多，这在很大程度上要归功于詹姆斯·韦伯最近的数据。波恩大学和布拉格查尔斯大学的教授Pavel Kroupa表示：“现在有很多证据表明，宇宙中结构的形成比ΛCDM中预期的要快。我们目前正在探索其他证据。”
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希望本篇文章《早期宇宙中的泰坦尼克星系团碰撞对标准宇宙学提出了新挑战》能对你有所帮助！
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