氢可能是宇宙中最常见的元素,但科学家可以利用它来做一些独特的事情:发现暗能量的本质,暗能量是驱动宇宙加速膨胀的神秘力量。
这条新线 暗能量 这项调查源于研究人员发现 钟声 (加拿大氢强度测绘实验)项目可以探测到来自遥远过去太空的微弱的氢射电辉光。
这不仅代表了一种更快、更便宜的探索暗能量的方式,而且也是 CHIME 的一个重要里程碑。该仪器是专门为研究暗能量及其普遍影响而设计的。
不列颠哥伦比亚大学的 CHIME 首席研究员马克·哈尔彭 (Mark Halpern) 表示:“这是一种全新的太空探索技术,由加拿大人构思和建造的仪器进行。” 他在一份声明中说。 “这是全球宇宙学计划中大胆的新一步,也是加拿大的成功故事。”
为什么暗能量如此成问题?
暗能量是一种神秘的加速力 宇宙的膨胀。这对科学家来说是一个很大的问题,因为它在引发膨胀后才开始对宇宙结构产生作用 大爆炸 它停了。
这就像推一个孩子在秋千上,看着它停下来,然后看到秋千在没有推力的情况下再次启动。而且,不仅如此,秋千开始越来越快地摆动。想象一下科学家们就像非常关心的父母一样,他们真的很想知道这种幽灵般的压力来自哪里以及它将如何持续。
就像小孩子继续推动秋千可能会落入灌木丛或轨道一样,暗能量的放大可能会导致宇宙的冷死,甚至“大撕裂“宇宙被撕裂的场景。或者,如果它减弱并让引力重新占据主导地位,那么宇宙可能会自行塌陷,从而导致”大紧缩“在这个结局中,宇宙被压缩回到时间开始时的奇点。
暗能量现在是宇宙的主导元素,占宇宙物质和能量预算的68%。难怪科学家们如此渴望找出这种神秘力量是什么。
那么氢如何帮助暗能量研究呢?
“氢是宇宙中最丰富的元素,也是制造氢的原材料。 星星 多伦多大学的团队成员阿纳布·查克拉博蒂(Arnab Chakraborty)说:“它的微弱无线电发射充当宇宙示踪剂,揭示了物质在整个宇宙中的分布情况。”
此前,CHIME 能够绘制早期宇宙中氢的分布图,但只能将其观测结果与其他望远镜的星系调查数据进行交叉关联,这项操作耗资数百万美元,而且只能关注宇宙中密度足以形成恒星的区域。 CHIME 现在已经证明它可以绘制氢射电辉光本身。
事实上,该团队已经开始朝这个方向采取措施,仅使用现有 CHIME 数据的一小部分。通过 2019 年 94 个夜晚的观测,他们检测到了宇宙年龄只有 50 亿年时的氢信号。
亚利桑那州立大学的团队成员 Shabbir Shaikh 表示:“我们的数据显示,在此期间,宇宙中约 2% 的氢处于中性原子形式,这与其他测量结果大致一致。” “通过测量氢的分布和聚集方式,CHIME 为我们提供了一种新方法来测试我们对星系如何形成和演化的理解。”
CHIME 现已收集了 7 年的数据,团队希望利用这些数据来探测大爆炸后 30 亿年前的氢分布。








