宇宙“婴儿照”:窥视早期宇宙的神秘之窗 宇宙“婴儿照”问世,开启早期宇宙探索新篇

本文介绍了一个国际研究团队借助阿塔卡马宇宙学望远镜拍摄到宇宙“婴儿期”的清晰图像这一突破性成果,还阐述了这些图像带来的诸多科学发现,如早期氢气和氦气运动轨迹、宇宙质量构成、宇宙年龄、膨胀速度等,证明了当前宇宙学标准模型的可靠性。

宇宙“婴儿照”:窥视早期宇宙的神秘之窗 宇宙“婴儿照”问世,开启早期宇宙探索新篇

科学家们为我们带来了一个令人惊叹的消息:他们获取了婴儿期宇宙的全新图像。这些图像清晰地展示了最早期光线的强度和偏振情况,就像是一把神奇的钥匙,帮助我们揭示了古老的、正在凝聚的氢和氦云团的形成过程。

在19日的美国物理学会年会上,一个国际研究团队公布了一项具有突破性意义的成果。他们借助先进的阿塔卡马宇宙学望远镜(ACT),成功拍摄到了宇宙诞生后约38万年时最清晰的图像。要知道,这个时期的宇宙就如同人类的婴儿阶段,所以这些图像也被形象地称为宇宙的“婴儿照”。目前,相关论文已经提交给了《宇宙学与天体粒子物理学杂志》。

宇宙微波背景辐射是我们了解宇宙历史的重要线索,它代表了人们所能看到的宇宙历史上的第一个阶段——婴儿期。这次获取的宇宙微波背景辐射图像分辨率极高,达到了十多年前普朗克望远镜所拍摄图像分辨率的5倍。这是一个巨大的进步,它首次清晰地为我们展示了早期宇宙中氢气和氦气的运动轨迹。ACT项目主任苏珊·斯塔格斯对此解释道,他们不仅能够观察到光亮与黑暗的分布,还能通过光的偏振现象来追踪物质的运动。这就如同我们通过观察潮汐现象来推断月球的存在一样,他们利用这种方法重现了宇宙不同区域的引力分布。

在大爆炸发生后的最初几十万年里,宇宙的状态和现在截然不同。那时,充满宇宙的原始等离子体温度极高,光线在其中无法自由传播,导致整个宇宙实际上处于不透明的状态。

通过深入的研究,科学家们证实了可观测宇宙的相关数据。可观测宇宙直径接近500亿光年,其总质量相当于1900个“泽塔太阳”(这里的1泽塔等于10的21次方)。在这些质量中,暗物质占据了26%(相当于500个泽塔太阳),暗能量占比最大,达到了68%(相当于1300个泽塔太阳),而普通物质仅占6%(相当于100个泽塔太阳)。此外,微小的中微子粒子构成的质量最多相当于4个泽塔太阳。

论文主要作者之一、法国巴黎萨克雷大学的蒂博·路易斯指出,宇宙中几乎所有的氦元素都在大爆炸后3分钟内就形成了。而构成我们人体的元素,像主要的碳元素,还有氧、氮、铁,甚至微量的金元素等,则是后期恒星核聚变的产物。这些元素在浩瀚的宇宙中,就像是“大杂烩”里的点缀。

关于宇宙的年龄,新的数据将其精度提升到了0.1%,最终确认为138亿年。研究团队还对宇宙膨胀速度,也就是哈勃常数进行了验证。结果显示,哈勃常数的值介于67 – 68千米/秒/百万秒差距之间。

综合各方面的研究结果,科学家们证明了当前的宇宙学标准模型仍然非常可靠。

本文围绕国际研究团队借助阿塔卡马宇宙学望远镜拍摄宇宙“婴儿照”展开,介绍了图像所带来的对早期宇宙氢气和氦气运动轨迹的揭示,以及宇宙质量构成、年龄、膨胀速度等多方面的研究成果,进一步证实了现有宇宙学标准模型的可靠性,为宇宙探索提供了重要依据。

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