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科学家首次探测到大爆炸之光途中扭曲

早期宇宙产生的光子在旅行过程中,经过大质量宇宙结构时,由于引力透镜效应而被探测到。

  据每日科学网10月23日(北京时间)报道,一个国际天文小组利用美国国家科学基金会(NSF)的南极地面望远镜和欧洲空间局(ESA)的赫谢尔太空望远镜,最近首次探测到了来自宇宙大爆炸的光在旅途中发生的扭曲现象,也称B-模式。研究人员称,这一发现有助于绘制更好的宇宙空间物质分布图,并为揭示宇宙“第一时刻”铺平了道路。相关论文已在线发表于《物理评论快报》上。

  目前我们看到的最古老的光来自大爆炸时残留的辐射,称为宇宙微波背景(CMB),在宇宙仅38万岁时被印在了天空中,至今宇宙已有138亿岁。CMB中一小部分已被偏振,使得光波在同一个平面振动,就像阳光被湖面或大气中的粒子反射。CMB的光要到达地球,这一旅途不仅漫长,还会受到大质量星系团和暗物质的“拉扯”而变得弯曲。这种扭曲的偏振光模式就称为B-模式。

  长期以来,科学家预测B-模式有两种:一种是在光穿越宇宙时,由于星系和暗物质的“引力透镜”效应而产生了扭曲——最新探测到的正是这种光路模式;另一种称为原始光模式,理论上是在大爆炸产生宇宙后的不到一秒内产生的。

  为寻找这种模式,研究人员搜索了大量由“引力透镜”产生的偏振光,并整理了来自普朗克任务的数据。普朗克任务最近为CMB绘制了迄今最好的全天图,揭示了有关宇宙年龄、内含和起源方面的最新细节。他们通过南极望远镜发现了信号,由于信号极微弱,还利用了赫谢尔的红外物质图。

  负责赫谢尔探测的加州理工学院的乔奎因·维埃拉说,南极地面望远镜探测到了来自大爆炸的光,赫谢尔太空望远镜对星系敏感,能追踪暗物质产生的引力透镜效应,二者结合使最新发现成为可能。

  研究人员还指出,这是迄今为止首次探测到B-模式。为更好地绘制物质(包括普通物质和暗物质)在宇宙中的分布,迈出了重要一步。下一步,他们希望能探测到原始B-模式。原始B-模式极难探测,有可能携带着宇宙初生时的线索。论文第一作者、加拿大麦吉尔大学邓肯·汉森说:“要检测原始B-模式,最新发现也是个极佳的检查点。”

文章来源:科技日报 常丽君 发布时间:2013-10-24
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