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宇宙黑黑时代何时解散?这栽原子是开启黑黑的钥匙
发布时间: 2020-06-23 来源:未知 点击次数:
默奇森广域阵列是澳大利亚内地的一个射电看远镜网络,科学家行使该阵列在天空中搜寻中性氢的踪迹,这能够是宇宙黑黑时代末了的遗存  默奇森广域阵列是澳大利亚内地的一个射电看远镜网络,科学家行使该阵列在天空中搜寻中性氢的踪迹,这能够是宇宙黑黑时代末了的遗存

  新浪科技讯 北京时间6月17日新闻,宇宙曾经在数亿年的时间里一片黑黑,而一栽原子能够就是开启这个被遗忘时代的钥匙。

  很久以前,在第一颗恒星形成之前的几百万年里,整个宇宙一片黑黑。这段宇宙“黑黑时代”从大爆炸后约40万年最先,赓续了数亿年,标志着近来一次真实的真空;宇宙中异国走星,异国恒星,异国星系也异国生命,只有一团由大爆炸形成的氢原子构成的雾,在无限的黑黑中飘扬。

  今天,世界各地的看远镜都在试图一窥这些原首的氢(被称为中性氢原子),以确定黑黑时代首先终止,以及第一个星系形成的时刻。固然这些迂腐的原子特意难以捉摸,但在澳大利亚内地进走不都雅测的一组钻研人员能够已经相等挨近找到它们。

  按照发外在预印本数据库arXiv上的一项新钻研,天文学家操纵默奇森广域阵列(Murchison Widefield Array,简称MWA)射电看远镜深入不都雅察宇宙的以前,搜寻中性氢的标志性波长。这项钻研的首先已经发外在近期的《天体物理学杂志》(Astrophysical Journal)上。遗憾的是,钻研人员异国找到想要找的东西,但行使看远镜阵列近来更新的设立,钻研幼组确定了中性氢信号强度的最矮限度。

  钻研通知的相符著者、美国布朗大学物理学助理教授乔纳森·蒲柏(Jonathan Pober)说:“吾们能够有把握地说,倘若中性氢信号比吾们在论文中设定的极限更强,那看远镜就会探测到它们。”这意味着追求这些迂腐分子的做事仍在不息,而钻研人员现在清新,中性氢的痕迹其实比预期的更添暧昧。

  第一个原子

  贯穿早期宇宙的能量是这样之强,以至于每个原子的电子都被夺走,从而获得一个正电荷。第一个原子是带正电荷的氢离子。在数十万年的时间里,宇宙冷却并膨大到足以让这些氢离子重新获得电子,再次变成中性。这些中性的氢原子被认为是宇宙黑黑时代的重要特征。首先,当充沛众的原子荟萃在一首,形成第一批恒星时,新闻资讯这些原子又会被这些恒星的辐射能量重新电离。

  科学家已经清新,中性氢发出的辐射波长为21厘米。然而,随着宇宙在以前的120亿年里一向膨大,这些波长也被延迟了。据这项新钻研的作者推想,中性氢的波长已经延迟到大约2米,而他们正是行使WMA看远镜在天空中搜索这一信号。

  题目是,有很众光源(包括人工的和天然的)都以相通的波长辐射。“一切这些其他光源都比吾们试图探测的信号强很众个数目级,”蒲柏说,“即使是从一架正好通过看远镜上方的飞机逆射回来的调频无线电信号,也足以污浊数据。”

  所以,蒲柏和同事们写了一组方程,以在不都雅察首先中识别并往除这些作梗。在拍摄了1200众张天空的无线电波快照后,钻研人员确定,他们发现的每一个2米波长的痕迹信号都来自于中性氢以外的其他来源。

  固然最重要的中性氢原子信号仍未被发现,但这项新钻研成功缩短了异日追求中性氢的周围。钻研人员称,这些首先有力地外明,MWA看远镜的不都雅测正引导吾们沿着正确的道路追求中性氢。随着进一步的钻研,宇宙黑黑时代的末了遗迹能够很快就会被发现。

  什么是宇宙的“黑黑时期”?

  宇宙演化历史中的“黑黑时期”指的是大爆炸终止时的等离子体复相符到第一代恒星最先形成的使其。此前的宇宙中充满高能量的光子,导致宇宙中的清淡物质(重要是氢和氦)处于电离状态。大爆炸后约40万年时,随着宇宙膨大,这些光子的能量不能以再电离氢和氦,所以解放电子与氢、氦原子构成中性原子。随着解放电子消逝,光子能够解放传播,不再发生散射,从而使宇宙变得透明。这些光子首先红移至微波波段,形成今天吾们所不都雅测到的宇宙微波背景辐射。此时的宇宙相等均匀,异国恒星,除了氢、氦和幼批在大爆炸核相符成时期产生的轻核如氘、氦-3、锂之外也异国其他元素,所以被称为黑黑时期。

  现在,现有的天文不都雅测能够看到黑黑时期之前的宇宙,即宇宙微波背景辐射;也能够看到黑黑时期之后的宇宙,包括恒星、星系、类星体等,但依旧无法不都雅测到黑黑时期的宇宙。晓畅并不都雅测这段时期发生的物理过程是天文学中特意重要的科学题目。(任天)

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