科技日報記者 張佳欣
一個國際研究團隊19日在美國物理學會年會上公布了一項突破性成果:他們借助阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT),拍攝了宇宙誕生后約38萬年(人類迄今所能觀測到的最早宇宙時代)時最清晰的圖像。這個時期的宇宙相當于“嬰兒期”,這些圖像也就相當于宇宙的“嬰兒照”。相關論文已提交《宇宙學與天體粒子物理學雜志》。
宇宙微波背景輻射代表了人們能看到的宇宙歷史上的第一個階段——嬰兒期。這批宇宙微波背景輻射圖像分辨率達到十多年前普朗克望遠鏡的5倍,首次清晰揭示了早期宇宙中氫氣和氦氣的運動軌跡。ACT項目主任蘇珊·斯塔格斯說,他們不僅能看見光亮與黑暗,還能通過光的偏振現象追蹤物質運動,如同通過潮汐推斷月球的存在一般,重現了宇宙不同區域的引力分布。
大爆炸后的最初幾十萬年里,充滿宇宙的原始等離子體溫度極高,光線無法自由傳播,使得宇宙實際上是不透明的。
研究證實,可觀測宇宙直徑近500億光年,總質量相當于1900個“澤塔太陽”(1澤塔=1021)。其中暗物質占26%(500個澤塔太陽),暗能量占68%(1300個澤塔太陽),普通物質僅占6%(100個澤塔太陽)。此外,微小的中微子粒子構成的質量最多相當于4個澤塔太陽。
論文主要作者之一、法國巴黎薩克雷大學蒂博·路易斯指出,宇宙中幾乎所有的氦元素都在大爆炸后3分鐘內形成,而構成人體的元素,主要是碳,還有氧、氮、鐵,甚至微量的金,則是后期恒星核聚變的產物,它們只是這個宇宙“大雜燴”中的點綴。
關于宇宙年齡,新數據將精度提升至0.1%,確認為138億年。團隊還驗證了宇宙膨脹速度,即哈勃常數。結果顯示,其值介于67—68千米/秒/百萬秒差距之間。
研究證明,當前的宇宙學標準模型仍非常可靠。