以色列科學家發現 新方法窺探140億年前宇宙

沉睡小五郎

▲以色列特拉維夫大學的天文學家們使用射電望遠鏡陣列探測來自嬰兒時期宇宙的極早期星系

▲哈勃空間望遠鏡可以窺見遠古時期的遙遠星系，而此次特拉維夫大學科學家們研究的一種新方法將幫助改善哈勃望遠鏡的觀測結果



▲射電望遠鏡可以捕獲來自早期宇宙中性氫原子的21厘米發射譜線



       香港時間10月2日消息，研究人員近期找到了一種新的方法，可以讓人們窺見更早期的宇宙。我們認為宇宙的年齡約為140億年，而以色列特拉維夫大學的天體物理學家們相信他們已經找到了一種方法，可以讓我們瞭解宇宙誕生僅僅1.8億年時的情景。

　　除了哈勃空間望遠鏡偶爾可以看到更遠的過去之外，目前的望遠鏡設備一般最早僅能看到宇宙誕生後7億年的星系。但即便是哈勃空間望遠鏡要想看到這些遙遠星系也必須是那些最巨大的星系，或者發生了爆發事件的案例。然而一個由以色列特拉維夫大學的研究人員領銜的國際科學家小組已經發展出一種方法，可以探測到那些存在於宇宙嬰兒時期的星系和恆星。

　　有關他們工作的文章已經發表在了近期出版的《自然》雜誌上。在研究中，研究小組使用射電望遠鏡搜尋氫原子發出的射電信號，在早期宇宙中氫原子豐富非常高。

　　參與研究的巴卡納教授表示，中性氫原子發射特徵性的21釐米譜線，這些原子反射恆星的輻射，從而額可以被射電望遠鏡探測到。這些輻射在天空中呈現一種特定的模式，這是早期星系的清晰信號，當時的星系尺度僅相當於今天的100萬分之一。

　　早期宇宙中暗物質和氣體之間運動模式的差異會對恆星的形成產生影響，這種差異還會造成一種特定的震盪模式，從而讓科學家們得以將這些來自早期宇宙的輻射從當今宇宙中明亮的輻射幹擾信號中區分出來。這些來自早期宇宙的輻射強度取決於氣體的溫度，這一特點讓天文學家們得以拼湊出宇宙一隅的粗略地圖。如果這些氣體是非常高溫的，這就意味著當時這裏存在很多恆星，而如果溫度較低，那麼恆星的數目就相應地少一些。巴卡納教授表示，這些初步的工作將讓射電天文學家們首次得以重構早期宇宙的神秘情景，尤其是當時宇宙中恆星和星系的分佈情況。這一天文研究領域現在被稱作“21釐米譜線宇宙學”，作為一門新興分支學科正在逐漸成型。

　　目前有5個國際小組正在建造射電望遠鏡，用於探測這種輻射，目前他們的關注點在大爆炸之後大約5億年的時段。巴卡納表示，人們還可以製造專門設備，用於檢測來自宇宙更早期的信號。他希望這一領域的研究將讓介於宇宙誕生之後，直到當代宇宙之間的這段時期顯露曙光，並讓我們有機會去檢驗現有的有關早期宇宙的預測。他說：“我們對於早期宇宙有很多瞭解，我們對於當今宇宙也知之甚多。然而在宇宙被炙熱氣體充斥的時段，到首批恆星誕生的時刻之間，是一片未知的領域。”

　　巴卡納認為在這一領域的研究中我們還將遭遇很多驚喜，比如早期恆星的性質。這些方面的研究將會揭示一個更為複雜的宇宙現實──超出我們現有模型的預計。

魷魚春

期望有更進一步的發現.