点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:用“21厘米”破解暗能量的本质
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

用“21厘米”破解暗能量的本质

来源:科技日报2021-07-13 10:06

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  7月6日,由我国科学家参与的国际合作宇宙学项目——BINGO正式启动。该项目首席科学家、扬州大学王斌教授在接受科技日报记者采访时说:“我们将与全球科学家一起建造观测来自深空的中性氢气体的射电望远镜,通过对宇宙不同演化时期中性氢气体21厘米线辐射的精确观测,揭示宇宙演化物理本质以及暗能量本质。”

  伴随着技术进步,人类对宇宙中性氢气体的21厘米线进行精确观测已成为可能,21厘米宇宙学正快速进入人们的视野,成为天文学家探索宇宙大尺度结构、暗物质分布、暗能量状态方程的强有力工具。

  宇宙大尺度结构的“录音记录”

  宇宙中存在大量中性氢气体,这些气体中的氢原子基态能级超精细结构之间的跃迁会产生电磁波波长为21厘米的线辐射(中性氢21厘米线),是研究宇宙结构和演化的有力工具。伴随着技术进步,着重于对中性氢21厘米线开展观测研究的21厘米宇宙学已逐渐进入人们的视野,标志着研究宇宙大尺度结构、暗物质和暗能量的一个崭新时代即将全面开启。

  王斌介绍,暗能量的本质是当代自然科学中的重大难题,同时也是极有可能孕育新物理发现的最前沿科研问题之一。BINGO项目名称的含义,即是通过对宇宙中中性氢气体的观测来捕捉重子声学振荡信号(BAO)。

  标准重子声学振荡被喻为宇宙大尺度结构的“录音记录”,是测量宇宙大尺度结构的尺,通过探测不同红移处的重子声学振荡,科学家可以测量宇宙膨胀率随时间的变化,从而精确测量暗能量状态方程等关键宇宙学参数,揭示宇宙加速膨胀的奥秘。

  王斌告诉记者,与其他项目相比,BINGO所关注的红移区间有所不同,更注重于宇宙开始加速膨胀后的时期(即大爆炸之后9亿年以来的时期)。特别是通过一种有效的巡天方式——强度映射巡天(Intensity Mapping),BINGO可以以极高的效率获得中性氢在大尺度上的分布,聚焦于揭示重子声学振荡现象和暗能量的物理本质。

  21厘米宇宙学领域竞争激烈

  “目前,国际上已经建成和正在设计建造的一系列大型射电望远镜设备都瞄准了21厘米宇宙学,这标志着宇宙学的新时代正在开启。”王斌说,近年来,包括我国的500米口径球面射电望远镜(FAST)等在内的数个单口径天文望远镜项目,也先后加入了21厘米宇宙学领域的竞争。此类射电望远镜设施拥有显著优势,可实现相对快速的巡天观测。

  目前所有对于重子声学振荡的测量都是通过光学手段,也就是使用光学望远镜,在较低红移处得到的,受仪器探测能力和系统误差影响较大。观测21厘米线使用的是射电望远镜。射电观测被认为是未来探测更遥远宇宙中物质分布的有力手段之一。通过观测宇宙中最常见的成分中性氢在原子基态能级改变时以21厘米波长发出的电磁辐射,可以精确测量中性氢分布的功率谱。中性氢射电观测所依赖的示踪物不同于光学观测,可拓宽重子声学振荡观测的红移范围。

  而BINGO项目则是利用射电波,通过对宇宙中中性氢气体的观测来捕捉重子声学振荡信号,从而可以更好地揭示暗能量的本质。

  BINGO项目的建设和运行不仅对空间科学、物理学、天文学等学科的科学研究、队伍建设和人才培养具有非常重要的意义,也将有力促进信息、电子、机械等相关学科的进一步融合交叉,提升这些学科的创新能力,优化交叉型新工科人才的培养,对于我国开展相关领域的科学研究起到重要的推动作用。

  这项计划获得巴西、英国、法国、瑞士及中国国家自然科学基金委重点项目支持。其中,我国科学家团队主要承担BINGO理论模板、强前景干扰扣除算法、望远镜基建等核心任务,以及开展相关科学研究。(过国忠 虞 璐 吴健聘

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 第十六届北京国际电影节开幕

  • 广交会无人机展现低空经济创新实力

独家策划

推荐阅读
记者16日从中国科学院国家空间科学中心获悉,来自该中心等单位的科研人员,通过三维数值模拟首次揭示,月球内部的金属月核在“感受”到太空磁场突变时,会像电磁感应一样产生感应电流和感应磁场,这股力量会挤压月球周围的太阳风,在月球两侧边缘形成一道特殊的“压缩带”。这项研究不仅揭示了月球导电内核在太阳风与月球相互作用中的重要作用,也为未来探测月球内部结构提供了新依据。
2026-04-17 10:30
据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2026年4月17日01时36分,经过约5.5小时的出舱活动,神舟二十一号乘组航天员张陆、武飞、张洪章密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,圆满完成空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。
2026-04-17 10:30
今年4月17日是第三十八个世界血友病日,主题为“诊断是关怀工作的第一步”。我国血友病患者诊疗现状如何?如何早识别、早干预?患者在日常生活中如何做好管理和防护?
2026-04-17 10:21
截至2026年3月31日,29个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团共154个统筹地区完成上年度医保基金清算,覆盖率达全国统筹区总数的39%,超额完成试点任务。其中,吉林白山、浙江宁波等43个非试点地区主动对标试点标准同步完成清算任务。山东、宁夏、北京、河北、海南、天津、河南等7地完成全省(自治区、直辖市)清算。
2026-04-17 10:20
商务部新闻发言人何亚东在16日举行的新闻发布会上表示,外资研发中心是我国创新体系的重要组成部分。2月,财政部、商务部等部门共同印发了有关通知,继续对外资研发中心进口有关科研用品免征进口关税和进口环节增值税、消费税。
2026-04-17 10:13
中国科学院微小卫星创新研究院15日发布轻舟试验飞船首批科学成果:关键技术验证方面,飞船测试了密封结构、推进、惯性测量、热控环控等核心系统。
2026-04-16 09:24
此次飞行对多项关键技术进行在轨考核,同时搭载27项科学试验载荷,还携带近300件青少年科普作品和一件《马踏雄风》瓷马进入太空。
2026-04-16 09:22
15日9时50分,由中国航空工业集团自主研制的HH-200航空商用无人运输系统,在航空工业民机试飞中心渭南运营基地平稳降落,圆满完成首飞。
2026-04-16 09:21
记者15日从国家林草局获悉,在法国巴黎召开的联合国教科文组织执行局第224届会议上,我国浙江常山和四川四姑娘山顺利通过会议审议,正式成为世界地质公园。
2026-04-16 09:20
党的十八大以来,我国统筹推进扩绿、兴绿、护绿并举,城市绿化实现从“有没有”到“好不好”的跨越式发展。为精准破解部分地区绿化分布不均、群众亲近自然不便的难题,各地因地制宜、见缝插绿,把生态福祉送到群众家门口。
2026-04-16 09:18
首次增设智能穿戴、显示技术、消费级无人机、集成房屋及庭院设施等9个专区。更多新企业、新产品、新技术走向世界,服务全球消费者。
2026-04-15 11:12
根据药品流通的不同渠道,《意见》明确发挥医疗机构专业作用、引导药店合理制定药品零售价格、用好网上药店价格发现功能等措施,鼓励各类主体参与价格形成。根据药品的不同领域,《意见》强调促进创新药多元支付与价格合理形成、强化短缺药保供稳价、加强麻醉药品和精神药品价格管理、规范药品原辅料价格行为,引导关键领域药品价格保持合理水平。
2026-04-15 09:26
而泵房内的水肥一体化配料系统,则扮演着“神经网”中智能中枢的角色。“从‘两脚泥’的传统漫灌,到指尖上的智能操控,再到云端管控的智慧灌溉,这场变革只用了短短几年。
2026-04-15 09:25
河北省秦皇岛市海港区河北大街秦邦医药连锁有限公司的一家店内,药品分区摆放整齐有序,店员马红梅正向顾客叮嘱用药须知。2019年成立至今,湖南一块医药专注于用数字化手段服务中小连锁药店,目前已连接500余家供应商,服务全国10万余家终端药店,触达县域消费者超3亿人次。
2026-04-15 09:36
本年度前期,黑河流域整体气温偏高,干流河道封河晚、开河早,河道封河河长短,冰储量较常年偏少;东居延海蓄水量较上年度同期偏少。实时调度过程中,水利部黄河水利委员会黑河流域管理局科学调度黄藏寺水利枢纽及梯级电站。
2026-04-15 09:24
推动银发经济行稳致远,当务之急是摒弃“重规模、轻质量”的粗放思维,实现从“有没有”到“优不优、适不适”的内涵式跨越。近年来,在政策引导与市场探索的双轮驱动下,我国适老化建设取得了一系列实实在在的成效。
2026-04-15 09:23
自2025年部分品牌充电宝宣布大面积召回以来,以充电宝为代表的移动电源产品的质量问题一直备受关注。充电宝新国标的推出意义重大,它将重新树立移动电源行业的产品标准和安全底线。
2026-04-15 09:22
“HPV(人乳头瘤病毒)疫苗对印度尼西亚女性很重要,因为它能保护我们免受宫颈癌的侵害。”  维诺预计,在实现全面本土化生产后,印尼每年可生产数百万剂HPV疫苗,在稳定供应的同时显著降低接种成本,为更多女性筑起抵御宫颈癌的健康防线。
2026-04-14 09:32
青藏铁路进出藏货物累计突破1亿吨  光明日报西宁4月13日电 记者訾谦从中国铁路青藏集团有限公司获悉,青藏铁路全线通车运营20年来,进出藏铁路货运量稳步增长。
2026-04-14 09:32
不久前,国家药监局正式批准国内首例植入式脑机接口产品的医疗器械注册证,实现脑机接口医疗器械全球首发上市。脑机接口产业仍处于发展初期,设备研发、手术植入、术后康复等成本较高。
2026-04-14 09:35
加载更多