想象一下，我們的宇宙是一本被精心保管的賬簿，記錄著創世以來的一切。但當宇宙學家審計這本賬簿時，卻發現了一個驚人的漏洞：我們所熟知的一切，從恒星、行星到我們自身，這些由質子和中子構成的“普通物質”，竟然有一半不翼而飛。這并非微不足道的四舍五入，而是一個困擾了天文學家數十年的宇宙級懸案。我們曾凝視深空，卻徒勞無功。那么，這半個宇宙的物質究竟藏匿何處？答案，竟來自宇宙最深處轉瞬即逝的毫秒級閃光。

我們都知道，宇宙的構成遵循著一個精確的配方。根據歐洲空間局普朗克衛星在2018年發布的最終數據，宇宙的總質能由大約68%的暗能量、27%的暗物質和僅約5%的普通物質（也稱重子物質）構成。這區區5%，卻是構成我們可見世界的一切：璀璨的星系、燃燒的恒星、以及我們賴以生存的行星。

但鮮為人知的是，這個精確的宇宙模型背后，隱藏著一個巨大的矛盾。當天文學家們著手盤點我們身邊的宇宙時，他們清點了所有可見的恒星、星系和星際氣體云，結果卻令人震驚——他們只能找到理論預言的一半普通物質。這意味著，宇宙中大約一半的“常規”物質，那些本應存在的原子，就這樣“失蹤”了。這就是著名的“宇宙重子缺失難題”.

你知道嗎？“重子”一詞源于希臘語中的“βαρ??”，意為“重的”。所以當科學家們討論“失蹤的重子”時，他們實際上是在尋找構成我們世界的那些“沉甸甸的”基本粒子的下落。

這個難題的出現，本身就是科學進步的奇妙產物。在普朗克衛星之前，我們對宇宙微波背景輻射的測量精度不高，巨大的誤差范圍足以掩蓋這部分失蹤的物質。然而，普朗克任務以前所未有的精度測量了宇宙的初始成分，將誤差縮小到了極致。正是這種極致的精確，讓理論預測與實際觀測之間的鴻溝變得無可否認，將一個長久以來的謎題，升級為了一個必須解決的宇宙學危機。

科學家們并非毫無頭緒。理論和計算機模擬早已指明了頭號嫌疑犯：一個名為“溫熱星系際介質”的巨大網絡。這些模擬顯示，失蹤的重子物質應該以極其稀薄的氣體形式，存在于連接星系的巨大絲狀結構中，構成了所謂的“宇宙網”.

然而，要找到這些物質，簡直比大海撈針還要困難。這團氣體仿佛一個完美的宇宙幽靈，其物理特性似乎就是為了躲避我們的探測而生的。它的密度極低，每立方米只有1到10個粒子；而它的溫度又處在一個尷尬的區間，大約在10萬到1000萬開爾文之間。這使得它既不夠熱，無法像星系團中的氣體那樣發出明亮的X射線，又不夠冷，其中的原子高度電離，難以通過常規的紫外線吸收光譜被探測到。

天文學家們為此付出了數十年的努力。他們利用遙遠類星體——宇宙中最明亮的燈塔——發出的光作為背景光源，試圖在其光譜中捕捉到這些溫熱氣體留下的微弱吸收信號，例如高度電離氧的指紋。這些搜尋工作極其艱辛，且收效甚微。例如，2008年的一項紫外巡天項目宣稱找到了約40%的失蹤重子，2012年的一次X射線觀測又找到了約15%。但這些都是零散的、間接的證據，遠不足以宣告結案。這些信號實在太微弱了，使得直接探測“極具挑戰性”。

這場漫長的搜尋揭示了一個深刻的事實：我們對宇宙的認知，長期以來存在一種“光鮮亮麗”的偏見。我們的宇宙普查是建立在最明亮、最稠密的天體之上的，因為它們最容易被看到。而“失蹤物質”難題告訴我們，宇宙中絕大部分的普通物質，恰恰以一種最不起眼、最難以探測的方式存在著。宇宙并非由明亮的孤島和空曠的虛空構成，而是一個由幽暗氣體編織的巨大網絡，我們所見的星系，不過是這張網上最耀眼的節點。

就在傳統方法陷入僵局之時，一個意想不到的“英雄”登上了舞臺。諷刺的是，解決一個關于物質失蹤之謎的工具，其自身的起源至今仍是天文學最大的謎團之一。它就是——快速射電暴。

FRB是宇宙中最劇烈的爆發現象之一。想象一個宇宙級的閃光燈，在短短幾毫秒內，它釋放的能量相當于太陽在三年時間里輻射的總和。這些來自遙遠星系的、極其明亮而短暫的無線電波脈沖，就像一道道劃破宇宙黑暗的閃電。雖然其成因尚在激烈討論中，但這并不妨礙它們成為我們探測宇宙的完美工具。

要理解FRB如何幫助我們“稱量”宇宙，我們需要引入一個關鍵概念：色散延遲。

想象一場比賽，一輛輕便的跑車（高頻電波）和一輛笨重的卡車（低頻電波）要同時穿越一片濃霧。跑車會稍稍領先，而卡車則會因阻力更大而慢一步。霧越濃，卡車被延誤的時間就越長。FRB就是這場宇宙賽跑的發令槍。

當FRB的電波穿越星際空間時，會與沿途的自由電子發生相互作用。這種作用導致頻率較低的電波比頻率較高的電波傳播得更慢，從而延遲到達地球。這個精確的時間延遲，就是色散量。它的數值，正比于FRB路徑上所有自由電子的總數。

不可思議的是，只要我們能精確測量一個FRB的DM值，并知道它來自哪個星系（即知道它的距離），我們就能計算出這束光線一路上穿過了多少普通物質——包括那些“隱形”的溫熱氣體。正如哈佛大學天文學家利亞姆·康納所說，FRB就像宇宙探照燈，“穿透了星系間的薄霧”，讓我們能夠“稱量”這些看不見的氣體。

然而，要實現這一目標，最大的挑戰在于不僅要“聽到”FRB的信號，更要能瞬間“看到”它來自天空的哪個角落，從而鎖定其宿主星系。這催生了一場全球性的技術革命，世界各地的射電望遠鏡紛紛投入這場追光競賽。

利用FRB稱量宇宙，其全部希望都寄托在一個關鍵的理論關系上——“麥夸特關系”。這一關系由已故的澳大利亞天文學家讓-皮埃爾·麥夸特提出，它指出：平均而言，一個FRB離我們越遠，它的DM值就應該越高，因為它的光穿過了更廣闊的宇宙網。這個關系，就是我們將DM測量值轉化為宇宙物質密度測量的“宇宙標尺”。

然而，科學的道路從不平坦。隨著越來越多的FRB被精確定位，一些令人困惑的結果出現了。有幾個FRB似乎公然“違反”了這條整潔的規律。它們的DM值很高，卻來自相對較近的星系；或者DM值很低，卻來自遙遠的宇宙深處。

這引發了一場激烈的科學辯論。是麥夸特關系本身存在根本性缺陷嗎？還是宇宙中的物質分布比我們想象的要“結塊”得多，使得所謂的“平均密度”毫無意義？又或者，是FRB所在的宿主星系自身貢獻了巨大且不可預測的DM值，從而污染了來自星系際介質的純凈信號？這些不確定性，一度威脅到整個利用FRB稱量宇宙計劃的可行性。

這場爭論也揭示了宇宙學研究的一個核心原則：個例與統計規律之間的博弈。少數幾個看似打破規則的“異常值”雖然真實存在，但它們可能會分散我們的注意力。當數據樣本較小時，每一個異常值都舉足輕重，足以讓整個模型受到質疑。解決方案并非拋棄理論，而是收集海量的數據，讓潛在的統計規律壓倒個別案例的“噪音”，變得無可辯駁。

決定性的答案，來自2025年6月發表在《自然·天文學》上的一項里程碑式研究。一個由加州理工學院和哈佛-史密松天體物理中心組成的團隊，分析了一個由69個已精確定位的FRB構成的強大樣本。正是這個史無前例的大型、均勻樣本，成為了克服此前研究中統計噪音的關鍵。

研究團隊將探測范圍推向了極限。這個樣本不僅包含了近至1174萬光年的FRB，還包括了一個創下新紀錄的信號——FRB 20230521B。它的光在宇宙中穿行了長達91億年才抵達地球，證實了麥夸特關系在超過半個宇宙年齡的尺度上依然牢固有效。

最終的清點結果震撼人心，且與最新的宇宙學模擬驚人地吻合。研究團隊精確地劃分了宇宙普通物質的“賬本”，失蹤的物質終于被找到了！

正如加州理工學院的維克拉姆·拉維教授所比喻的那樣：“FRB就像背后的探照燈，我們只看到了重子的影子，但這足以證明它們的存在，知道它們有多少，以及它們在哪里。”長達數十年的宇宙重子缺失之謎，至此宣告終結。

這一發現的意義，遠不止是為宇宙的賬本填上了一筆。它為我們理解星系如何形成和演化，提供了第一塊直接的觀測證據。

我們現在知道，普通物質在引力作用下被拉入星系，但恒星的劇烈爆發（超新星）和星系中心超大質量黑洞的狂暴活動，又會將大量氣體重新“吹”回到星系際空間。這個過程就像一個巨大的“宇宙恒溫器”，精確地調節著星系的溫度和恒星形成的速度，并最終決定了宇宙中絕大多數普通物質都居住在星系之外。我們看到的不再是一個靜態的宇宙物質分布圖，而是一個動態的、物質在星系內外不斷循環的宇宙生態系統。星系在不斷地“呼吸”——吸入氣體形成恒星，又通過劇烈的反饋過程“呼出”氣體，塑造著自身的命運和周圍的環境。

解開失蹤重子之謎，也為天文學開啟了一個全新的領域：FRB宇宙學。隨著下一代射電望遠鏡，如即將建設的DSA-2000陣列投入使用，天文學家預計每年將能定位成千上萬個FRB。屆時，我們將能夠以前所未有的細節繪制出宇宙網的精細三維結構。

利用精確的物質分布圖，反過來幫助測量中微子的質量。這是一種極為神秘的基本粒子，其質量大小是粒子物理學標準模型之外最重要的未知數之一。

既然我們已經找到了宇宙中失蹤的物質，那么這些轉瞬即逝的射電暴還能幫助我們解開哪些宇宙謎團？它們能否揭示暗能量的本質，甚至為我們提供超越現有物理學理論的第一縷曙光？在評論區寫下你的猜想。

正如偉大的天文學家卡爾·薩根所言：“在某個地方，有某種不可思議的東西正等待著被發現。”。借助快速射電暴這把鑰匙，我們比以往任何時候都更接近那些未知的奇跡。