天體物理學家發(fā)現(xiàn)新方法來估計大爆炸后僅8.8億年的宇宙微波背景溫度

2025-12-10 04:39:07 分類：百科 閱讀(7)

天體物理學家發(fā)現(xiàn)新方法來估計大爆炸后僅8.8億年的宇宙微波背景溫度
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：一個國際天體物理學家小組發(fā)現(xiàn)了一種新的方法來估計大爆炸后僅8.8億年的年輕宇宙的宇宙微波背景溫度。這是物理第一次在宇宙如此早期的時代測量宇宙微波背景輻射的溫度--這是大爆炸釋放的能量的遺跡。
流行的學家新方宇宙學模型假設(shè)宇宙自大爆炸以來已經(jīng)冷卻--并且仍在繼續(xù)冷卻。該模型還描述了冷卻過程應該如何進行，發(fā)現(xiàn)法估但到目前為止，計大景溫它只在相對較近的爆炸波背宇宙時代被直接證實。這一發(fā)現(xiàn)不僅為宇宙背景溫度的后僅發(fā)展樹立了一個非常早期的里程碑，而且還可能對神秘的億年暗能量產(chǎn)生影響。相關(guān)論文于2022年2月2日發(fā)表在《自然》雜志上。宇度
科學家們利用位于法國阿爾卑斯山的宙微北方擴展毫米波陣列(NOEMA)觀測站，即北半球最強大的天體射電望遠鏡，來觀測HFLS3，物理這是學家新方一個巨大的星系，其距離相當于大爆炸后僅8.8億年的發(fā)現(xiàn)法估年齡。他們發(fā)現(xiàn)了一個冷水氣體的計大景溫“屏幕”，在宇宙微波背景輻射上投下了陰影。陰影的出現(xiàn)是因為較冷的水在走向地球的路上吸收了較熱的微波輻射，它的黑暗顯示了溫度的差異。由于水的溫度可以通過觀察到的星體的其他特性來確定，這個差異表明了大爆炸遺留輻射的溫度，當時的溫度比今天的宇宙高約七倍。
首席作者、科隆大學天體物理研究所的Dominik Riechers教授說：“除了證明冷卻之外，這一發(fā)現(xiàn)還向我們表明，宇宙在其初始階段有一些相當具體的物理特征，這些特征今天已經(jīng)不存在了。”他繼續(xù)說：“相當早的時候，大約在大爆炸后15億年，宇宙微波背景已經(jīng)太冷了，這種效應是可以觀察到的。因此，我們有一個獨特的觀察窗口，它只向一個非常年輕的宇宙開放。”換句話說，如果今天存在一個與HFLS3屬性相同的星系，那么水云的陰影將無法被觀測到，因為所需的溫度對比將不復存在。
“這個重要的里程碑不僅證實了預期的比以前可能測量的時間更早的冷卻趨勢，而且還可能對難以捉摸的暗能量的性質(zhì)產(chǎn)生直接影響，”來自波恩馬克斯-普朗克射電天文研究所（MPIfR）的共同作者Axel Weiss博士說。暗能量被認為是過去幾十億年來宇宙加速膨脹的原因，但是它的特性仍然不為人所知，因為它無法用目前可用的設(shè)施和儀器直接觀測到。然而，它的特性影響了宇宙膨脹的演變，從而影響了宇宙在宇宙時間內(nèi)的冷卻速度。
基于這個實驗，暗能量的特性--目前--仍然與愛因斯坦提出的“宇宙學常數(shù)”的特性一致。Weiss解釋說：“也就是說，在一個膨脹的宇宙中，暗能量的密度不會改變。”
在宇宙早期的一個星系中發(fā)現(xiàn)了一個這樣的冷水云，該團隊現(xiàn)在正著手在天空中尋找更多的冷水云。他們的目標是在宇宙歷史的最初15億年內(nèi)繪制出大爆炸回聲的冷卻圖。“這項新技術(shù)為宇宙的演化提供了重要的新見解，否則在這樣的早期階段是很難約束的，”Riechers說。
“我們的團隊已經(jīng)在通過研究其他星系的周圍環(huán)境來跟進NOEMA，”共同作者和NOEMA項目科學家Roberto Neri博士說。“隨著對更大的水云樣本的研究在精度上的預期改進，我們目前對宇宙膨脹的基本理解是否成立，還有待觀察。”