大爆炸后发生了什么？这位科学家试图通过数学理论来回答

雅加达 - 天文学家已经找到了一种通过早期宇宙的迷雾“看到”的新方法，这样他们就可以探测到来自第一批恒星和星系的光。

观察这些物体的诞生长期以来一直是科学家的目标，因为它将有助于解释宇宙如何从大爆炸后的虚空演变成我们今天或138亿年后观察到的复杂宇宙。这是由新的詹姆斯韦伯太空望远镜委托的。

但是，虽然韦伯看到了红外线的波长，但基于地球的下一代SKA（平方公里阵列）望远镜 - 将于本十年末完成 - 将通过无线电波研究早期宇宙。

对于今天的射电望远镜来说，挑战在于通过厚厚的氢云探测恒星的宇宙学信号，这阻挡了视野，因为它吸收光线非常好。

其他无线电信号的失真也会成为障碍，这被认为是现代无线电宇宙学面临的极端挑战之一。

例如，天文学家试图探测到的来自遥远星系的信号比我们自己星系的信号弱约100.000倍。

但由剑桥大学领导的研究人员现在已经开发出一种使用数学的新方法，使他们能够透过古老的云层和其他天空噪声信号看到。

因此，这将使他们能够避免射电望远镜引入的失真的有害影响。

他们的想法是REACH（宇宙氢分析无线电实验）实验的一部分，将允许天文学家通过它们与氢云的相互作用来观察最早的恒星，就像我们通过观察深雾的阴影来推断景观一样。

人们希望它能提高射电望远镜观测的质量和可靠性，观察宇宙发展中这个关键的、未被探索的时间。REACH的首次观察结果预计将于今年晚些时候公布。

“到第一批恒星形成时，宇宙基本上是空的，主要由氢和氦组成，”该研究的主要作者，剑桥卡文迪什实验室的Eloy de Lera Acedo博士说，正如《每日邮报》所引用的那样。

“由于重力，这些元素最终聚集在一起，条件正好适合核聚变，形成了第一批恒星，”他补充说。

“但它们被一种叫做中性氢的云包围着，这种云吸收光非常好，很难直接探测或观察云层后面的光。

2018年，另一个研究小组发表了一些结果，暗示可能探测到这种最早的光，但天文学家无法重复，这导致他们认为最初的结果可能是由所用望远镜的干扰引起的。

“最初的结果将需要新的物理学来解释，由于氢气的温度，氢气的温度应该比我们目前对宇宙的理解要冷得多，”de Lera Acedo博士说。

“如果我们能够确认在之前的实验中发现的信号确实来自第一颗恒星，那么其影响将是巨大的，”他补充说。

为了研究宇宙的这一发展时期，通常被称为宇宙黎明，天文学家使用了一条21厘米的线，这是早期宇宙中氢电磁辐射的标志。

他们寻找无线电信号来测量氢辐射和氢雾后面的辐射之间的对比度。

de Lera Acedo博士及其同事开发的方法使用贝叶斯统计在存在望远镜干扰和来自天空的一般噪声的情况下检测宇宙学信号，以便可以分离信号。