
宇宙黑暗時代持續了不超過1.8億年。
天文學家已經從宇宙的一些第一批恆星那裡拿到了一個長期的信號,確定這些先驅者在僅在1.8億年之後就燃燒了大霹靂。
科學家長期以來一直懷疑黎明很久以前就打破了宇宙。理論家的模型預測了很多。但是,直到現在,研究人員從未有任何證據來支持它。在這項新研究之前,有史以來最古老的明星的歷史可追溯到大爆炸之後約4億年。 [宇宙:大爆炸到現在以10個簡單的步驟這是給出的
研究負責人賈德·鮑曼(Judd Bowman)是亞利桑那州立大學地球與太空探索學院的天文學家賈德·鮑曼(Judd Bowman)說:“這推動了我們對何時以及如何形成何時以及如何形成宇宙較早時代的知識。”
這些非常古老的明星是開拓者。儘管它們與原始的氫和氦氣結合,但它們仍在運動中持續著一個持續的星星生死和死亡的過程,最終在eons上播種,以沉重的元素為宇宙播種 - 像地球這樣的岩石行星所製成的東西。
Bowman告訴Space.com:“如果您看我們的宇宙起源,那個梯子的底部是形成第一個物體並豐富介質以使其他一切成為可能的過程。”
此外,鮑曼(Bowman)和他的團隊發現的信號令人驚訝地強烈。實際上,它是如此強大,以至於暗示了神秘的暗物質與“正常”東西之間的可能相互作用這構成了星星以及您和我以及我們在宇宙中看到的其他一切。
篩選噪音
及時回到您的時間,使用諸如諸如NASA'哈勃太空望遠鏡。對於初學者來說,越來越少的星星可以找到。直到大爆炸發生後約5億年,宇宙充滿了中性氫原子,這些原子擅長阻斷光。 (第一顆恆星的輻射最終將這些原子分為其組成質子和電子,從而產生更透明的電離等離子體,但這花了一段時間。)
因此,鮑曼(Bowman)和他的同事走了一條間接的路線,尋找這些早期恆星可能留在的指紋宇宙背景輻射(CMB) - 大爆炸留下的古老光。這個想法說,恆星的紫外線輻射會使氫原子激發到另一個狀態,從而使它們吸收CMB光子。
從理論上講,應檢測到CMB信號中的傾角。因此,該團隊建立,校準和測試了一個廚房桌子大小的無線電天線 - 他們稱之為實驗的項目,以檢測由美國國家科學基金會(NSF)資助的全球EOR(電源時代)簽名(邊緣)。
然後,他們在西澳大利亞州的Murchison Radio-Astronomy天文台(MRO)設置了設備。 MRO位於澳大利亞國家科學局聯邦科學和工業研究組織維護的非凡的放射Quiet地區。
該網站的放射測量方面是關鍵,因為建模工作表明,信號鮑曼(Bowman)和他的同事正在尋找FM無線電撥號上的頻率重疊。研究人員已經不得不與所有銀河系蓬勃發展的背景無線電噪聲。 [我們銀河系的驚人照片(畫廊)這是給出的
NSF計劃主管Peter Kurczynski負責Edges的資金。 “噪音的來源可以比信號明亮10,000倍。這就像在颶風中間,試圖聽到蜂鳥的翅膀的襟翼。”
但是邊緣拾起了那個小襟翼,發現了最激烈的傾角,頻率約為78兆赫。氫會在相當於1,420兆赫的波長下排放並吸收輻射,因此檢測到的信號邊緣是”紅移“ - 通過宇宙的擴展擴展到較低的頻率。這個紅移的程度告訴團隊,當這些CMB光子被吸收時:宇宙出生後約1.8億年。
鮑曼(Bowman)和他的團隊今天(2月28日)報告了這些結果。日記本質。
Kurczynski說:“這些在沙漠中有一個小型無線電天線的研究人員比最強大的太空望遠鏡更遠,在早期宇宙上打開了一個新窗口。”
邊緣信號不到1億年後,可能是因為超新星發出的X射線光,黑洞鮑曼說,到那時,其他物體已經顯著加熱了氫原子。
暗物質涉及嗎?
發現的信號邊緣大約是團隊預期的兩倍。鮑曼說,對這種令人驚訝的強度有兩個可能的解釋:在那些早期的無線電背景比科學家想像的要么強得多,或者氫氣的涼爽得多。
鮑曼說,研究團隊傾向於第二種可能性,因為很難想像將無線電背景提升到必要水平的過程。找出可能冷卻氫的原因也很棘手,但是有一個有希望的競爭者:暗物質,佔材料宇宙85%的神秘物質。
暗物質既不吸收也不會發光,因此無法直接看到(因此名稱)。天文學家通過對“正常”物質的重力影響推斷了該物質的存在,但他們不知道實際是什麼暗物質。大多數研究人員認為它是由尚未發現的顆粒,假設的斑點,例如軸或弱相互作用的巨大顆粒。
在單獨的研究在自然界中,以色列特拉維夫大學的天體物理學家雷南·巴卡納(Rennan Barkana)提出,冷暗物質可能從氫氣中吸收了能量,將其冷卻。如果發生這種情況,“黑暗粒子不比幾個質子塊重,遠低於通常預測的弱相互作用的質量顆粒的質量,”巴卡納在他的研究中寫道。
如果Barkana是對的,Bowman和他的團隊已經看了一些異國情調的物理學,並發現了有關暗物質本質的重要線索。 [畫廊:整個宇宙中的暗物質這是給出的
鮑曼說:“我們一直在尋找可以告訴我們更多有關暗物質可能是什麼的事情。” “如果這確實被證實並繼續被確認 - 檢測是真實的,而倫南的假設是真實的[,]是最好的解釋 - 那麼,這很可能是促進我們對深色物質真正了解的知識的第一個關鍵。”
下一步
鮑曼說,說到發現檢測 - 這是早期宇宙研究系列的下一步。他和他的團隊花了大約兩年的時間來驗證他們的發現,排除了所有可能的替代解釋。但是,要使發現是岩石固定的,另一個研究小組也需要發現信號。
鮑曼說,如果發生這種情況,天文學家可以挖掘信號以獲取更多信息。畢竟,現在他們知道在哪裡可以找到它。
他說,例如,通過敏感的無線電鏡陣列進行的進一步研究應該揭示有關信號所暗示的非標準物理學的更多信息,以及更多有關宇宙第一顆恆星的特性。
鮑曼說:“此外,我們希望我們最終可以開始辨別何時第一顆恆星過渡到第二代,而後來是由煤氣建造的恆星。” “我認為所有這些都與整個星系的起源和形成有關。”
在Twitter上關注Mike Wall@michaeldwall和Google+。跟著我們@spacedotcom,,,,Facebook或者Google+。最初出版space.com。