25年美夢(mèng)成真科學(xué)家測(cè)得宇宙早期溫度
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 2009-06-23 17:10:26

天文學(xué)家終于逮到了早期宇宙的關(guān)鍵數(shù)據(jù),這一天,他們已經(jīng)等待了25年。通過對(duì)一個(gè)遙遠(yuǎn)星系中的氣態(tài)云進(jìn)行研究,一個(gè)國(guó)際研究小組發(fā)現(xiàn),這些氣體的溫度與模型對(duì)早期宇宙的模擬結(jié)果幾乎完全吻合。這一發(fā)現(xiàn)證明了這些模型正在正確的軌道上運(yùn)行,并且提供了幾乎牢不可破的關(guān)于宇宙大爆炸的假設(shè)。
天文學(xué)家已經(jīng)研制出了復(fù)雜的模型,用來(lái)解釋137億年前的大爆炸后到底又發(fā)生了什么。天文學(xué)家的觀測(cè)結(jié)果大體上都支持這些模型,其中包括對(duì)大爆炸傳播產(chǎn)生的熱量的測(cè)定。然而,依然存在一些未解之謎,例如星系為什么在原子形成后僅僅用了20億年便形成了。天文學(xué)家同時(shí)還不清楚這些模型對(duì)于宇宙在最早期的冷卻和膨脹是否適用。
一個(gè)國(guó)際研究小組利用歐洲南方天文臺(tái)的超大望遠(yuǎn)鏡陣列觀測(cè)了一個(gè)非常遙遠(yuǎn)的星系中的氣態(tài)云。這些氣態(tài)云距離地球是那樣的遠(yuǎn)——大約110億光年,因?yàn)楦緹o(wú)法直接觀測(cè)。為了解決這個(gè)難題,研究小組選擇了位于地球和一顆更遠(yuǎn)的類星體——宇宙中最亮的天體——之間的排列完美的氣態(tài)云作為研究對(duì)象。其中,類星體的作用相當(dāng)于照亮氣態(tài)云的燈塔。
研究人員在5月12日出版的《天文學(xué)和天體物理學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō),他們?cè)谶@些云團(tuán)中發(fā)現(xiàn)了一氧化碳分子和兩種氫分子。并且通過指示分子在云團(tuán)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù),研究人員計(jì)算出了云團(tuán)的溫度為9.15K。這幾乎與模型的預(yù)測(cè)結(jié)果完全吻合。
主持這項(xiàng)研究的印度普納市因特爾大學(xué)天文學(xué)與天體物理學(xué)中心的天體物理學(xué)家Raghunathan Srianand指出,這些數(shù)據(jù)同時(shí)揭示了許多星系中恒星形成的信息。他說(shuō),在特定的化學(xué)構(gòu)成、溫度和氣體密度下,“這個(gè)星系中的恒星形成速度一定是銀河系中恒星形成速度的5倍”,這也就解釋了為什么早期星系的形成速度是如此之快。
天體物理學(xué)家對(duì)這一發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)出了極大的熱情。美國(guó)普林斯頓大學(xué)的David Spergel表示,大量一氧化碳和氫的數(shù)據(jù)“為研究早期宇宙中的恒星形成機(jī)制打開了一扇新的窗口”。馬里蘭州巴爾的摩市空間望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的Mario Livio強(qiáng)調(diào),這是一項(xiàng)“美妙的發(fā)現(xiàn)”,因?yàn)樗峁┝吮戎坝^測(cè)結(jié)果還要早的宇宙進(jìn)化的新信息。奧斯汀市得克薩斯大學(xué)的Volker Bromm則認(rèn)為,這是一項(xiàng)“非常棒的工作”,它很好地預(yù)示了科學(xué)家將在遙遠(yuǎn)的星系中發(fā)現(xiàn)更多的分子。
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