从宇宙中的第一颗恒星中探测到的信号,暗示暗物质参与其中 2018-10-26 09:01:03

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在遥远的西澳大利亚沙漠中,由一颗微小但高度专业化的射电望远镜拾取了由宇宙中形成的第一颗恒星引起的信号

今天在“自然”杂志上发表的一篇论文中揭示了探测的细节并告诉我们这些恒星形成的大爆炸后仅1.8亿年它可能是十年来最令人兴奋的天文学发现之一今天发表的第二篇“自然”论文将这一发现与可能首次发现的证据联系起来,这些证据表明暗物质构成宇宙的大部分,可能会相互作用与普通原子相比阅读更多:当星系碰撞时,如果你想知道我们银河系的命运那么大小很重要这个发现是由一个50-100Mhz频段的小型无线电天线发现的,它与一些着名的调频广播电台重叠(这就是为什么望远镜位于偏远的WA沙漠中的原因)已经探测到的是中性原子氢气对光的吸收,它充满了它之后的早期宇宙

从大爆炸的热等离子体中冷却下来这个时期(大爆炸后的1.8亿年)早期的宇宙正在膨胀,但是宇宙中最密集的区域在重力作用下坍缩,使得第一颗恒星形成了第一颗恒星对宇宙的其他部分产生了巨大的影响来自它们的紫外线辐射改变了氢原子中的电子自旋,使其以1,420MHz的自然共振频率吸收宇宙的背景无线电发射,从而投下阴影现在可以说130亿年后,这个影子预计会以更低的频率出现,因为宇宙已经扩大了近18倍,天文学家已经预测了这种现象已有近20年的历史,并且已经有十年的历史了

强烈的信号将是或以什么频率搜索大多数人预计2018年后将需要更多的时间但是由天文学家贾德·鲍马领导的团队在78MHz处检测到阴影n来自亚利桑那州立大学这个2015-2016的无线电信号检测是由一个小型天线(EDGES体验)完成的,只有几米大小,加上一个非常聪明的无线电接收器和信号处理系统它现在只在严格的检查这是自2015年探测引力波以来最重要的天文学发现第一颗恒星代表了宇宙中复杂事物的开始,是通往星系,太阳系,行星,生命和大脑的漫长旅程的开始

阅读更多:引力波被发现:宇宙已经说出探测它们的标志是一个里程碑,并确定它们形成的确切时间是宇宙学的重要衡量标准这是一个惊人的结果但它变得更好,甚至更神秘和令人兴奋信号是两倍强正如预期的那样,这就是为什么它如此早被发现的第二篇自然报纸,来自特拉维夫大学的天文学家Rennan Barkana ty说,很难解释为什么信号如此强大,因为它告诉我们此时的氢气比宇宙演化的标准模型中的预期明显更冷天文学家喜欢引入新的奇异物体来解释事物(例如超大质量的恒星,黑洞)但是这些通常会产生辐射,使物质变热而不是如何让原子变得更冷

你必须让它们与更冷的东西保持热接触,最可行的嫌疑人就是所谓的冷暗物质冷暗物质是现代宇宙学的基石它是在20世纪80年代引入来解释星系如何旋转 - 它们似乎是旋转比可见恒星所解释的要快得多,需要额外的引力我们现在认为暗物质必须由一种新的基本粒子组成

暗物质比普通物质大约多六倍,如果它是由正常原子组成的大爆炸看起来与观察到的大不相同对于这个粒子的性质及其质量,我们只能猜测如果冷暗物质确实与早期宇宙中的氢原子碰撞并冷却它们,这是一个重大的进步,可能会导致我们确定它的真实性质这将是暗物质第一次证明除了重力之外的任何相互作用需要注意谨慎 这种氢信号非常难以检测:即使对于西澳大利亚的偏远地区,它也比背景无线电噪声微弱数千倍

第一篇Nature论文的作者花了一年多的时间做了大量的测试和检查

确定他们没有犯错误他们的天线的灵敏度需要在整个带通上进行精确校准检测是一项令人印象深刻的技术成就,但全世界的天文学家将屏住呼吸,直到结果得到独立实验的证实如果确认那么这将打开通往新宇宙新窗口的大门,并可能通过提供一个新的观测窗口来对暗物质的本质进行新的理解

这个信号已被检测出来自整个天空,但将来它可以被映射到天空,然后地图中的结构细节将为我们提供更多有关暗m物理特性的信息atter今天的出版物对于澳大利亚来说是令人振奋的消息,特别是西澳大利亚是世界上最无线电的安静区域,并且将成为未来测绘观测的主要地点Murchison Widefield Array现在正在运行,未来的升级可以提供这样的这也是位于澳大利亚西部的价值数十亿美元的平方公里阵列的一个主要科学目标,它应该能够提供这个时代更高保真度的图片阅读更多:通过非常不同的“眼睛”观察宇宙它非常令人兴奋的是期待我们能够揭示第一批恒星的性质,并通过射电天文学来解决暗物质的新方法,迄今为止已经证明是难以解决的问题让我们希望世界各国政府,或者至少是澳大利亚,可以保持78MHz的频率清洁流行音乐和脱口秀,这样我们就可以继续观察宇宙的诞生