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什么时候开始有星星?科学家在"收音机&quo

时间:2018-03-11 11:29 来源:PC蛋蛋开奖预测 点击:64

  记者 虞涵棋

  宇宙从什么时候起点有了星星?这是最令人类遐想的疑问之一。北京时间凌晨2时发外在《天然》期刊上的两篇论文公布了答案:大爆炸后1.8亿年。

  值得一挑的是,美国亚利桑那州大学和麻省理工学院的科学家们使用的探测设备是一台冰箱大幼的射电天线,基本工作原理和fm收音机十分一致。

最早的恒星(艺术想象图)本文所有图片来自:美国天然科学基金(nsf)

  只是,这台“收音机”必要尽量精确、均匀地接受分别频段的射电波。必要众精确呢?美国天然科学基金(nsf)负责监督该项主意peter kruczynski外示:“(地球)噪音比信号大一千倍——这就像是在飓风入耳到一只蜂鸟在振翅。”

  除此之外,科学家们还不料埠发现,当时候的宇宙要比计算展望得冷很众。这可能是奥秘的黑物质参与作用的最后。

  被恒星“吃”掉的宇宙微波背景

  要想找到最早的恒星,先得从宇宙的早期演化说首。

  宇宙在极早期充斥着各栽基本粒子,处于混沌的等离子体状态3。直到大爆炸后约38万年,质子和电子结合成安定的中性氢原子,宇宙才变得通透首来,光子得以解放穿走。

  这群古老的光子,在穿走约137亿年后到达地球。它们见证了这137亿年间的宇宙变换、星辰生灭,组成了宇宙微波背景辐射(cmb)。很众宇宙过去的奥秘,就写在这本无字天书中。

宇宙的演化

  恒星的诞生就是其一。在引力作用下,中性氢原子气体最浓密的区域起点进一步聚集,终极坍缩,形成恒星。

  恒星放出的紫外线会影响到四周的氢原子气体,改变氢原子的激发态。在这个过程中, PC蛋蛋走势图氢原子从宇宙微波背景中接收波长21厘米、频率1420兆赫的特征性辐射, PC蛋蛋走势图即“吃”掉一些特定的光子。

  恒星的诞生由此在宇宙微波背景中留下了脚印,但吾们要去那里寻觅这个脚印呢?

  当时1420兆赫的辐射,在经过亿万年的“红移”效答后,达到地球时会变成100兆赫旁边的辐射。

  如果上述推论精确,科学家们答该能发而今宇宙微波背景中,100兆赫旁边的辐射被“吃”掉了一些。

  大爆炸后1.8亿年

  尽管倾向明确,真的要找到这个信号并不轻易。除了来自银河系的射电信号外,地球自己就是个重大的噪音场,而100兆赫旁边也和人类常用的无线电频段有所重叠。

  “在飓风入耳到一只蜂鸟在振翅”的比喻并不夸张。

  经过数年的推翻重修和校准,一台体积仅如幼冰箱的设备出炉。麻省理工学院的海斯塔克天文台设计制造了天线和接收器,亚利桑那州大学的地球和太空探索学院则给接收器增众了主动天线逆馈测量编制。

  射电信号到达天线后被接收器添强,再经计算机数字化记录,其基本原理与fm收音机和电视接收器并无内心迥异。

  实验坐落于澳大利亚西部的荒漠地区,远隔人类信号的作梗。但在启动收音后,古人理论模型的过失又让研究团队走了曲路。

位于澳大利亚西部的“收音机”

  一起点,他们设定收音机聆听100兆赫到200兆赫频段,一无所得。他们认识到,理论模型展望氢原子气体比周边介质温度更高。而如果氢原子气体现实上冷得众的话,氢原子就会在50兆赫至100兆赫这个频段产生猛烈的接收。

  “吾们把编制调到这个更矮的频段后,立马就找到了疑似信号。”论文作者之一、海斯塔克天文台科学家alan rogers说道。

  具体来讲,科学家们发现78兆赫旁边的射电信号出现了一个微沉。78兆赫对答大爆炸后约1.8亿年,这就是恒星的最早生日。

  这是天线数繁众、数据复杂、耗时漫长的干涉仪也没能做到的收获,也是哈勃看远镜没能看到的线索。

  论文的第一作者、亚利桑那州大学的judd bowman说道:“在有生之年,吾们不太可能看到更早的恒星了。这个工程展示了一栽令人投降的新技术,为今后几十年的天文物理新发现埋下了伏笔。”

  奥秘的黑物质

  此外,早期氢原子气体不料的矮温自己就可能是个严重的发现。根据这次的探测最后计算,氢原子气体大约比绝对零度高2度,比此前的理论预期要矮一半。

  一些科学家指出,这可能是黑物质与吾们所知的重子物质相互作用的最后。根据信号计算,黑物质粒子的质量不超过数倍质子质量。

  “如果这个猜想得以证实”,bowman说道,“那吾们就对占有宇宙物质85%的奥秘黑物质有了全新的基本认知,首次瞥见标准模型以外的物理。”

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