來源:科技日報
科技日報記者 張佳欣
一個國際研究團隊19日在美國物理學會年會上公布了一項突破性成果:他們藉助阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT),拍攝了宇宙誕生後約38萬年(人類迄今所能觀測到的最早宇宙時代)時最清晰的圖像。這個時期的宇宙相當於「嬰兒期」,這些圖像也就相當於宇宙的「嬰兒照」。相關論文已提交《宇宙學與天體粒子物理學雜誌》。
▲嬰兒期宇宙的新圖像以前所未有的清晰程度展示了最早期光線的強度和偏振情況,揭示了古老的、正在凝聚的氫和氦雲團的形成,這些雲團後來發展成為第一批星系和恆星。圖片來源:物理學家組織網
宇宙微波背景輻射代表了人們能看到的宇宙歷史上的第一個階段——嬰兒期。這批宇宙微波背景輻射圖像解析度達到十多年前普朗克望遠鏡的5倍,首次清晰揭示了早期宇宙中氫氣和氦氣的運動軌跡。ACT項目主任蘇珊·斯塔格斯說,他們不僅能看見光亮與黑暗,還能通過光的偏振現象追蹤物質運動,如同通過潮汐推斷月球的存在一般,重現了宇宙不同區域的引力分布。
大爆炸後的最初幾十萬年里,充滿宇宙的原始等離子體溫度極高,光線無法自由傳播,使得宇宙實際上是不透明的。
研究證實,可觀測宇宙直徑近500億光年,總質量相當於1900個「澤塔太陽」(1澤塔=1021)。其中暗物質佔26%(500個澤塔太陽),暗能量佔68%(1300個澤塔太陽),普通物質僅佔6%(100個澤塔太陽)。此外,微小的中微子粒子構成的質量最多相當於4個澤塔太陽。
論文主要作者之一、法國巴黎薩克雷大學蒂博·路易斯指出,宇宙中幾乎所有的氦元素都在大爆炸後3分鐘內形成,而構成人體的元素,主要是碳,還有氧、氮、鐵,甚至微量的金,則是後期恆星核聚變的產物,它們只是這個宇宙「大雜燴」中的點綴。
關於宇宙年齡,新數據將精度提升至0.1%,確認為138億年。團隊還驗證了宇宙膨脹速度,即哈勃常數。結果顯示,其值介於67—68千米/秒/百萬秒差距之間。
研究證明,當前的宇宙學標準模型仍非常可靠。