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宇宙童年期面孔图出世

欧洲宇航局根据普朗克拍摄的资料绘制的宇宙诞生初期的平面图(局部)

欧洲宇航局根据普朗克拍摄的资料绘制的宇宙诞生初期的平面图(局部)

路透社

光波的化石,一种在宇宙发生大爆炸仅仅38万年之后出现的宇宙原始光波被成功隔离,然后根据欧洲宇航局太空探测卫星普朗克传回数据精确绘制出来。这一宇宙微波背景图应该是宇宙童年期的面孔。

许多研究项目都和生命的起源有关。生命和物质的起源是科学家们穷其一生追究不已的主题,从人的生命追溯到地球的诞生,从地球追溯到太阳系,从太阳系追溯到银河系,再从银河系追索到整个宇宙。现在我们都知道有一个宇宙大爆炸,这一大爆炸之后,开启了宇宙的童年。

现在,借助2009年发射的普朗克探测器的“眼睛”,欧洲宇航局根据它收集的数据绘制了一幅最古老而又最精确的古老宇宙的图像。这一平面球形图见证了宇宙诞生只有38万年的时候,也就是幼儿时期发出的微弱光波的温度变化。这一成果修正了人们此前的认识,更精确地确定了宇宙的年龄,结果发现,宇宙一下子老了8000万岁,它已经诞生了138亿零8千1百万年。

欧洲宇航局2010年展示了普朗克拍下的第一张图片,那是一幅散布于银河系中的冷尘埃画面。那些超冷的红外线,平均气温零下270度。但它们仍然被淹没在许多寄生的征象中,也就是银河系的光芒以及围绕我们的几十亿个星系发出的光波。要把这些宇宙的最初脚步从这些难以计数的光芒和声音中隔离出来,无疑是一项巨大的工程。就好比要在一盘录制的爵士音乐会中专门要把一句丢失在人群中的窃窃私语寻找出来一样困难。天文学家用了整整两年,圆满地完成了他们的任务。

重新创造出那种极端寒冷并且失重的条件构成了真正的技术上的壮举。普朗克探测器的敏感度比美国航天局此前发射的威尔金森各向异性探测器(WMAP)超出十倍到二十倍以上,2003年,WMAP披露的第一幅图像就构成一个事件。但普朗克的分辨能力比前者要好五倍。

如果说,这一宇宙童年期的图像是如此惊人,绘制这一图像的工程对天文学产生的影响的深度更是难以估量。目前已经有29份与这幅图片相关的学术报告在『天文学』和『天文物理学』杂志发表。

化石光线的波动是能够使我们描绘出宇宙大爆炸之后宇宙最初诞生瞬间轨迹的唯一的标志。巴黎天文物理研究所研究员、负责分析普朗克拍摄资料的弗朗索瓦∙布帅解释说,“这是能解释究竟在这一刻发生了什么的唯一征象,然后再对化石光块进行分析”。“我们在研究,究竟什么样的物理理论模型能够忠实地反映出我们的观察”。

科学家们最后发现,最简单的模型结果是最好的模型。这就是要有一个“平面的”宇宙,也就是放大到宇宙层面的欧几里德的几何模式。不过,根据普朗克探测器收集的数据,这幅图还对有些最基础的参数进行了修正,比如把描述宇宙膨胀率的哈勃常数调低了10℅,对宇宙的组成部分也进行了调整,暗能量由原来的72.8℅,调低到69.4℅。暗物质由原来的23℅,调高到25.8℅。普通物质从原来的4.3℅调为4.8℅。

唯一没有弄清的疑团是,大范围的波动比预想的要小,这就有了一个很大的理论问题:

布帅认为,“这等于是一颗小型炸弹”。“未来,我们会看到有很多新的模型产生,自称能够解释这一令人惊讶的结果。但真正的预言,就要看是否能有真正的用处”。一场新的赛跑开始了!

责任编辑: 刘诗雨  来源:法广 转载请注明作者、出处並保持完整。

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