猎寻宇宙起源光子

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猎寻宇宙起源光子

来源:未解之谜(www.49363.com)    发表时间:2014-11-22 07:46 编辑:

 全球巨型望远镜阵列捕捉原始射线喜忧参半

  它们可能是地球上最强大的望远镜。它们没有穹顶、巨大的镜面和可操纵的射电接受碟,只有简单的天线零散阵列,它们中一些可能只有1人高,一些看上去就像机器蜘蛛或奇异的花园家具。分别位于北欧、南非和澳大利亚的这些天线阵列并不指向特定的天空目标。相反,它们被动地接收发射过来的信号,并将信号传输给真正的探测工具——超级计算机。

  而这些设备有着超凡脱俗的目标。它们在追溯宇宙历史之初的景象,也许能看到的并不多:只有若干极早期的恒星和星系。它们的猎物不是分散的光点,而是弥散的气体海洋,这里曾发生了意义重大的变化。

  寻找宇宙起源

  大爆炸发生约40万年后,宇宙膨胀冷却了其创建之初形成的粒子和能量旋涡。结果是出现了主要由氢组成的气体黑雾,宇宙“黑暗时代”开始了,这些气体延续了数百万年,之后慢慢形成恒星和星系。

  天文学家现在能看到的最远星系出现于距离大爆炸约10亿年后,位于一个充满电离氢的宇宙中,正如光线出现一样,一些东西电离了宇宙中所有的氢。最可能的“黑手”就是早期的恒星和星系,但要做到这些,它们必须跟现在恒星和星系截然不同:更大、更暴力、更独特。天文学家迫切地希望了解更多,但从130亿光年外分散的光线中收集到的资料并不多。

  但1997年,英国天文学家Martin Rees及其同事Piero Madau和Avery Meiksin建议天文学家寻找早期中性氢的信号。在一个氢原子中,中间的质子和外层围绕的电子通常有相反的磁定向。当某些能量源将它们弹入相同方向后,原子会释放出波长21厘米的微波光子。

  跟中性气体不同,电离氢不会释放出这样的辐射。Rees等人认为,如果天文学家能够探测到来自宇宙“再电离时期”(EoR)的21厘米的辐射,他们可能看到了电离氢的无辐射“气泡”。这些气泡的大小和分布将提供有关来源和再电离时间的信息。

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