一项新的研究发现,被解释为照亮宇宙的第一道光的信号可能毕竟不是来自宇宙的遥远地方。事实上,它甚至可能不是来自太空。
然而,这一新发现绝不是一个问题,它可能会让宇宙恢复正常。信号,2018年的两篇论文中有描述,具有一些意想不到的特征,在当前的天体物理学下很难解释。
如果信号不是来自早期黑暗中闪烁的第一批恒星的光,称为《宇宙黎明》,我们不需要设计新的天体物理学来解释它。
“我们报告了 55-85 MHz 频段无线电天空频谱的辐射计测量结果,结果表明,鲍曼等人。使用探测全球再电离特征时代实验 (EDGES) 低频带仪器获取的数据并非天体物理学来源;他们最合适的个人资料被拒绝的概率为 95.3%,”天文学家团队写道由印度拉曼研究所的 Saurabh Singh 领导。
“我们的未发现证实了之前的担忧,并表明鲍曼等人发现的剖面并不是新天体物理学或非标准宇宙学的证据。”
宇宙黎明是我们宇宙历史上一个重要的、也是人们长期追求的时期。它涵盖了宇宙诞生后约 5000 万年至约 10 亿年的时期。。我们的宇宙并不总是像今天这样。在恒星出现之前,它充满了电离气体的热暗雾。光无法自由地穿过这片雾气;它只是散射了自由电子。
一旦宇宙足够冷却,质子和电子开始重新组合成中性氢原子。这意味着光终于可以穿越太空了。当第一批恒星和星系开始形成时,大约在大爆炸后 1.5 亿年,它们的紫外线逐渐使宇宙中普遍存在的中性氢重新电离,使整个电磁辐射谱自由流动。
大爆炸后约 10 亿年,宇宙完全重新电离。然而,我们目前的实验无法真正看到这 10 亿年之前的情况,这使得再电离过程难以理解。如果我们能够探测到来自宇宙黎明的光,那将绝对改变游戏规则。
EDGES 实验正在寻找低射频信号,并获得成功,但接收到的信号不是天文学家所期望的。相反,振幅几乎是预测的两倍,这表明光穿过的氢气比我们想象的要冷。
研究小组得出结论,在宇宙生命周期的这个阶段,唯一能够将气体冷却到这种程度的东西是;反过来,暗物质的特性可能与我们的预测有很大不同。
任何非凡的发现,尤其是可能需要新科学的发现,绝对值得进一步调查,因此 Singh 和他的同事使用背景无线电频谱 3 (SARAS 3) 辐射计的成形天线测量来看看他们是否可以验证信号。
2020 年初,他们将 SARAS 3 漂浮到印度南部偏远的湖泊中央,并探测天空以寻找 EDGES 检测到的信号。
获得、处理和分析数据后,辛格的团队发现没有发现任何信号。他们的仪器也没有复制 EDGES 数据中看到的无线电频谱失真。
“在使用 SARAS 3 仪器对天空光谱进行 MCMC 分析时,没有检测到 Bowman 等人发现的剖面。”他们在论文中写道。
“此外,相关分析表明,使用 EDGES 低频段仪器生成的频谱中存在的失真(该仪器用于导出最佳拟合轮廓并定义轮廓参数空间的界限)并不存在于SARAS 3 天空光谱这些事实表明,EDGES 低频段仪器产生的天空光谱中存在的显着光谱失真是与该仪器相关的系统误差。”
换句话说,辛格和他的团队认为,该信号是 EDGES 天线产生的误差,而不是从时空深处发出的信号。他们补充说,SARAS 3 数据的敏感性排除了该信号的宇宙学起源。哎哟。
一般来说,当发现非常奇怪的事情时,证据本身也必须是非常奇怪的。然而,为了非常确定信号是否存在以及信号是什么,应该使用不同的仪器进行更多的观察。
“我们得出结论,”辛格和他的团队写道,“利用部署在此类环境中的传感器进行持续观测,例如地球偏远地区大型水体上的 SARAS 3 单锥体或月球背面轨道上的太空任务,将提供不受系统影响的数据,并导致发现来自宇宙黎明的真实红移 21 厘米信号。”
结果已发表于自然天文学。