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科学家探测到一个来自宇宙「黑暗时代」的信号!
科学家探测到一个来自宇宙「黑暗时代」的信号!(示意图:pixabay)

【希望之聲2020年6月17日】(編輯:郭晓)宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一。宇宙是物质世界并处于不断运动和发展中,在时间上没有开始没有结束,在空间上没有边界没有尽头。宇宙是由空间、时间、物质和能量所构成的统一体。

由美国华盛顿大学领导的一组科学家正在探测一个来自宇宙“黑暗时代”的信号。在大约138亿年前宇宙大爆炸之后到第一颗恒星诞生之前有一段时间,这段时间被称为宇宙的“黑暗时代”,这时的宇宙中还没有恒星、星系等发光天体,甚至连现在的许多重元素如碳、氧、铁等也都不存在,只有氢原子和氦原子弥漫在空间中,宇宙要暗得多。

科学家认为这一时期的宇宙属性对第一批恒星的形成产生了重大影响,并推动了今天宇宙的结构特征,那个时期宇宙中物质的分布方式很可能决定了今天星系和星系团的分布方式。在宇宙处于黑暗时代之前,宇宙的温度和密度都非常高,这一时期的特征是光子和电子之间有规律的相互作用,这给了宇宙一种不透明的外观。但在大爆炸后不到100万年,这些相互作用变得越来越罕见,使得宇宙变得越来越黑暗。

没有恒星的时代持续了数亿年,在此期间的宇宙由不带电荷的中性氢原子主导。在这个黑暗时代,虽然没有光信号,但是我们可以寻找来自于中性氢的一个特定信号。即使从未测量过这个信号,并且很难被探测到,但天文学家知道它就在那里。

研究人员试图捕捉的神秘信号是一种电磁辐射,中性氢发出的信号波长约为21cm。然而,不断膨胀的宇宙将这个信号延伸到了大约两米。科学家认为,这个信号包含着关于黑暗时代及其如何结束的重要信息,大爆炸大约10亿年后,氢原子开始聚集形成第一批恒星。来自这些新生恒星的光开启了一个新时代,即再电离时代。

来自这些恒星的能量将大部分中性氢转化为等离子体,这是一种由松散电子组成的过热气体,星际空间的大部分现在都被这些等离子体占据着。再电离时期和在此之前的黑暗时期是理解我们宇宙特征的关键时期,比如为什么我们的一些区域充满星系而另一些区域相对空旷,以及物质的分布,甚至是暗物质和暗能量。科学家希望通过进一步的观测,以及其他探测宇宙早期21cm信号的研究,能够确认他们的发现,从而揭开这一阶段的神秘面纱。

責任編輯:田喆

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