研究稱宇宙膨脹擴大致早期信息丟失

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導讀 科學家的計算結果顯示,觀測和研究宇宙的最佳時機應當是在大約130億年前,也就是在宇宙大爆炸發生後大約5億年的時候,這一時期也正是宇宙中第一批星系和恆星開始形成的時候。由於有關早期宇宙的信息在第一批星系逐漸聚集形成時便開始遺失了,因此要想觀察早期宇宙的狀態,就應該要到第一批星系剛開始出現的時候進行觀察。 5月31日消息,據物理學家組織網站報 ...

科學家的計算結果顯示,觀測和研究宇宙的最佳時機應當是在大約130億年前,也就是在宇宙大爆炸發生後大約5億年的時候,這一時期也正是宇宙中第一批星系和恆星開始形成的時候。由於有關早期宇宙的信息在第一批星系逐漸聚集形成時便開始遺失了,因此要想觀察早期宇宙的狀態,就應該要到第一批星系剛開始出現的時候進行觀察。

5月31日消息,據物理學家組織網站報道,我們所處的宇宙是一個極度復雜的空間,其間充斥著大量的星系和各種大尺度結構,它們經歷了過去137億年來的演化歷程。所有這一切都起源於宇宙初生時物質的微小擾動,這些擾動隨著時間推移,隨著宇宙的膨脹而增長擴大,就像是扔進池塘的小石子激起的漣漪。通過對這些大尺度結構的觀察,我們可以推知一些有關宇宙初生時狀態的信息。然而現在真的是最佳的觀測時機嗎?或者是否再等上數十億年會更有利一些?又或者在過去進行觀測才是最佳時機?

關於這個問題,哈佛大學理論物理學家艾維·勞艾伯(Avi Loeb)進行了計算。其計算結果顯示,觀測和研究宇宙的最佳時機應當是在大約130億年前,也就是在宇宙大爆炸發生後大約5億年的時候。在那之後時間過的越多,有關早期宇宙的信息便會丟失地越多。

勞艾伯說:“我很高興自己在這個宇宙時代成為一名宇宙學家,此時我們仍然能找到有關宇宙創生的一些線索。”

確定觀測宇宙的最佳時機受到兩個相互對立的因素的制約。在宇宙極早期,宇宙的可見範圍很小,因此你看到的東西相對較少。隨著時間推移宇宙不斷膨脹,你開始看到更多的東西,因為現在光獲得了足夠的時間從較遠的地方傳播到你的眼睛裡。然而,當你身處一個更加古老,演化更加徹底的宇宙,物質已經開始在重力作用下聚集形成天體,因此你已經失去了觀察宇宙初期狀態的機會。這兩種相互矛盾的過程互相影響,此消彼長不可調和。

勞艾伯問了一個問題:那麼究竟在何時進行觀察是最為有利的時機?計算的結果是在宇宙大爆炸發生之後大約5億年。

這一時期也正是宇宙中第一批星系和恆星開始形成的時候。這樣的時間重合並非巧合。由於有關早期宇宙的信息在第一批星系逐漸聚集形成時便開始遺失了,因此要想觀察早期宇宙的狀態,當然要到第一批星系剛開始出現的時候進行觀察了。

但是現在的我們還不算太晚。現代天文觀測技術仍然能夠讓我們在遙遠的距離上窺見有關早期宇宙的蛛絲馬跡:通過觀測由極早期宇宙中的氫21釐米譜線。這些輻射穿越130億年的廣袤時空抵達我們這裡,讓我們得以了解早期宇宙的模樣。

勞艾伯說:“21釐米譜線巡天是我們的最佳選擇,通過對遠距離氫原子的觀測,我們可以了解在早期宇宙中物質是如何分布的。”

隨著宇宙加速膨脹,對於未來的宇宙學家們來說,這一圖景正變得越來越模糊。因為隨著宇宙不斷膨脹,很多星系將最終消失在我們的視野之中。從那些星系發出的光線將永遠無法抵達地球。同時整個宇宙的大尺度結構也會變得越來越離散,最終消失在我們的視野中。據估算,在經過相當於現今宇宙年齡10倍至100倍的時間之後,那時的宇宙學家們將再也無法觀測到早期宇宙的線索。勞艾伯說:“如果我們想要了解早期宇宙,那就最好要抓緊了1(晨風)

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