《探索》宇宙大爆炸之光途中扭曲被發現

早期宇宙產生的光子在旅行過程中,經過大質量宇宙結構時,由於引力透鏡效應而被探測到。

報道,一個國際天文小組利用美國國家科學基金會(NSF)的南極地面望遠鏡和歐洲空間局(ESA)的赫謝爾太空望遠鏡,最近首次探測到了來自宇宙大爆炸的光在旅途中發生的扭曲現象,也稱B-模式。研究人員稱,這一發現有助於繪製更好的宇宙空間物質分佈圖,併為揭示宇宙“第一時刻”鋪平了道路。相關論文已在線發表於《物理評論快報》上。

目前我們看到的最古老的光來自大爆炸時殘留的輻射,稱為宇宙微波背景(CMB),在宇宙僅38萬歲時被印在了天空中,至今宇宙已有138億歲。CMB中一小部分已被偏振,使得光波在同一個平面振動,就像陽光被湖面或大氣中的粒子反射。CMB的光要到達地球,這一旅途不僅漫長,還會受到大質量星系團和暗物質的“拉扯”而變得彎曲。這種扭曲的偏振光模式就稱為B-模式。

長期以來,科學家預測B-模式有兩種:一種是在光穿越宇宙時,由於星系和暗物質的“引力透鏡”效應而產生了扭曲——最新探測到的正是這種光路模式;另一種稱為原始光模式,理論上是在大爆炸產生宇宙後的不到一秒內產生的。

為尋找這種模式,研究人員搜索了大量由“引力透鏡”產生的偏振光,並整理了來自普朗克任務的數據。普朗克任務最近為CMB繪製了迄今最好的全天圖,揭示了有關宇宙年齡、內含和起源方面的最新細節。他們通過南極望遠鏡發現了信號,由於信號極微弱,還利用了赫謝爾的紅外物質圖。

負責赫謝爾探測的加州理工學院的喬奎因·維埃拉說,南極地面望遠鏡探測到了來自大爆炸的光,赫謝爾太空望遠鏡對星系敏感,能追蹤暗物質產生的引力透鏡效應,二者結合使最新發現成為可能。

研究人員還指出,這是迄今為止首次探測到B-模式。為更好地繪製物質(包括普通物質和暗物質)在宇宙中的分佈,邁出了重要一步。下一步,他們希望能探測到原始B-模式。原始B-模式極難探測,有可能攜帶著宇宙初生時的線索。論文第一作者、加拿大麥吉爾大學鄧肯·漢森說:“要檢測原始B-模式,最新發現也是個極佳的檢查點。”


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