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日期: 2025-06-16 | 來源: 大紀元 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
天文學家首次以地面望遠鏡觀測130億年前、宇宙大爆炸後形成的第壹批恒星，看看它們如何影響大爆炸發出的光，如同觀測宇宙黎明時分的曙光。
美國約翰‧霍普金斯大學（Johns Hopkins University）在6月11日發布的新聞稿中指出，天文物理學家利用位於智利北部安第斯山脈高處的望遠鏡測量了這種偏振微波，從而更清晰地描繪出“宇宙黎明”（Cosmic Dawn）這個宇宙歷史上最不為人知的時期之壹。
主導這項研究的該校物理與天文學教授馬裡吉（Tobias Marriage）表示，人們認為這不可能經由地面望遠鏡完成。天文學是壹個技術受限的領域，而“宇宙黎明”發出的微波訊號素以難以測量而聞名。
馬裡吉說，與太空望遠鏡的觀測相比，地面望遠鏡的觀測面臨著額外的挑戰，而克服這些障礙使本次測量成為壹項重大成就。
宇宙微波的波長只有幾毫米，而且非常微弱。偏振微波訊號則弱了100萬倍。地球上的無線電廣播、雷達和衛星訊號可能會壓過這些訊號，而大氣、天氣和溫度的變化也會使其發生扭曲。即便在理想條件下，測量這種微波也需要極其靈敏的設備。
美國國家科學基金會（National Science Foundation）的宇宙學大角度尺度探測器（Cosmology Large Angular Scale Surveyor，CLASS）項目的科學家，使用獨特設計的望遠鏡探測到宇宙大爆炸後第壹批恒星留下的遺跡。
此壹創舉先前只有經由部署在太空中的裝置才能完成，例如美國國家航空航天局（NASA）的威爾金森微波各向異性探測器（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe，WMAP）和歐洲太空總署（ESA）的普朗克（Planck）衛星。
研究人員將CLASS望遠鏡的資料與普朗克和WMAP太空任務的資料進行比較。他們發現了幹擾，於是縮小了來自偏振微波的共同訊號范圍。
當光波遇到物體並散射時，就會發生偏振（polarization）。這項研究的主要報告撰寫人、該校前博士研究生李雲煬（Yunyang Li）舉例說：“當光線照射到汽車引擎蓋上時，你會看到眩光，這就是偏振。為了看清楚，你可以戴上偏光眼鏡來消除眩光。”
李雲煬說：“利用新的共同訊號，我們可以確定我們所看到的有多少是從‘宇宙黎明’引擎蓋反射的光線所產生的宇宙眩光。”
在大爆炸發生之後，宇宙是壹團濃密的電子，其密度高得使光無法逃脫。隨著宇宙膨脹和冷卻，質子捕獲電子形成中性氫原子，微波也得以自由地在氫原子之間的空間中行進。
在“宇宙黎明”時期，當第壹批恒星形成時，它們強大的能量將電子從氫原子中剝離出來。研究人員測量了來自大爆炸的光子在穿越電離氣體雲的途中遇到其中壹個獲釋電子並偏離軌道的概率。
這些發現將有助於天文學家更好地定義來自宇宙大爆炸殘余輝光或宇宙微波背景（cosmic microwave background）的訊號，進而更清晰地了解宇宙初期的模樣。
主導WMAP太空任務的該校教授貝內特（Charles Bennett）說：“對我們來說，宇宙就像壹個物理實驗室。更深入地測量宇宙有助於我們更好地了解暗物質和中微子這些充滿宇宙、數量眾多卻難以捉摸的粒子。借由在未來分析更多CLASS資料，我們希望達到盡可能高的精確度。”
上述研究成果於6月11日發表在《天文物理期刊》（The Astrophysical Journal）上。
天文學家首次以地面望遠鏡觀測“宇宙黎明”發出的微波訊號。此為示意圖。(Shutterstock)- 新聞來源於其它媒體，內容不代表本站立場！
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