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 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • “小饭碗”装着“大民生”

  • 我国成功发射探源计划探路者卫星

独家策划

推荐阅读
绿色算力既是数字基础设施建设的重要方向,也是清洁能源优势转化为发展动能的现实路径。当前,人工智能技术加快迭代,算力在科技创新和产业升级中的基础作用日益凸显,持续增长的计算需求对电力保障能力和能源利用效率提出了更高要求。
2026-11-12 01:30
把两根绳子接起来量一量,总长就出来了,不必先把两段长度换算成数字再相加。模拟计算走的是这条路:不把问题拆成一条条指令,而是让物理规律直接给出结果。北京大学人工智能研究院孙仲团队牵头,联合意大利米兰理工大学、IBM苏黎世研究院和美国一家公司的研究人员,为正在升温的模拟计算研究提出“现代模拟计算”统一框架。相关论文于近日发表。
2026-11-12 01:30
眼下,重庆市彭水苗族土家族自治县的红薯正值采挖时节,一辆辆轻型卡车在通往种植基地的“产业路”上穿梭,将收获的鲜薯运送到县工业园的重庆乐薯农业有限公司,经过严格的品质检测、清洁和一系列加工程序后,便成了人们常见的红薯淀粉。
2026-11-12 02:05
11月10日,记者从山东省泰安市人民政府新闻办举行的发布会获悉,泰安将科学有序、免费开放部分泰山景区等场地,为国内外机器人企业、科研机构提供实景训练测试条件,同时统筹做好场景供需对接、数据算力支撑、落地服务保障等,推动泰安新型工业化强市建设。
2026-11-12 02:05
当前,全球新一轮科技革命和产业变革加速演进,以生成式人工智能为代表的通用目的技术正从生产端加速向消费端传导。餐饮住宿、文旅出行、养老照护、教育培训、家政美容等服务消费,直接关系到千家万户的日常生活品质。推动人工智能在服务领域深度应用,让前沿技术成果惠及更多消费者,已成为各国促进消费、提升服务业竞争力的共同关注点。
2026-11-12 02:15
全透明光伏发电玻璃可使玻璃幕墙建筑成为分布式光伏电站;新一代柔性太阳能电池阵,能为中国空间站提供电力保障。下一步,我们要高水平推进“中国碳谷”建设,形成创新合力,打通基础研究、技术攻关、产业孵化和品牌塑造全链条。
2026-11-11 09:27
国家卫生健康委、国家医保局、国家中医药局、国家疾控局共同制定印发《关于进一步做好创新药安全合理配备使用工作的通知》,满足群众多元化用药需求,提高疾病治疗效果,保障医疗质量安全。
2026-11-11 01:45
培育和发展新质生产力急需高质量创新人才。高校的独特之处,在于教育、科技、人才要素集聚,它处在科技第一生产力、人才第一资源、创新第一动力的结合点上,也承担着将三者统合起来的制度功能。
2026-11-11 01:45
与其说是AI解出了难题,不如说是人类在AI的协助下拓展了边界。这带来的不仅是解题速度的提升,更是一场深刻的科研范式之变。
2026-11-11 01:45
主动对接国家西部战略和甘肃现代产业体系建设
2026-11-11 01:45
“把技术真正用到生产线上,把产品的附加值提上去,为三峡库区的发展出一份力。”11月7日,重庆三峡医药高等专科学校青年教师黎春红,在重庆国际人才交流大会第四届重庆三峡人才节开幕式上的发言,道出了扎根库区青年人才的共同心声。
2026-11-11 01:45
2026文化科技产业发展论坛9日在湖南长沙开幕,在论坛现场,2026文化科技融合十大典型案例以及20个创新案例发布。
2026-11-10 01:40
访客随手拿起一张,掏出手机或用现场扫码器扫一扫二维码,技术亮点、应用场景、项目负责人信息等全部跃然眼前。厚重的专利卷宗、深奥的学术论文,就这样化作产业人士可以快速读懂的内容。
2026-11-10 01:40
镜头这边,是华东政法大学研支团的黄祖维、常秩豪、杨朗;镜头那头,是云南普洱景东华政附属三合麦地小学的小学生,和新疆喀什巴楚县第二中学的初高中生。500多个孩子,隔着屏幕看进博。这是华政研支团连续第五年开展“云端看进博”,3位讲师刚结束一年支教,曾站在这两处山乡讲台,如今是进博会的“小叶子”。
2026-11-10 02:00
事实上,这并不是镜片行业一次偶然的“乱”。这背后,是标准的缺失与监管模糊地带的长久存在。眼镜虽小,却关乎几亿人的明亮“视”界。近视防控镜片行业信任的“标尺”,不仅应尽快立起来,更要立得牢。
2026-11-10 01:40
那时,一封薄薄的书信从江苏昆山寄到钱七虎手中,寄信人叫李珍珍,一个还在读中学的女孩。她不是钱七虎的亲孙女,而是他在家乡昆山资助的第一个孩子。
2026-11-10 01:40
11月10日,第九届进博会将落下帷幕。25年前的11月10日,多哈的一声木槌宣告中国加入世界贸易组织。25年前,中国拥抱世界市场;25年后,世界共享中国市场。这个特殊的日子,标注出中国与世界关系的深刻变迁。
2026-11-10 02:00
美国国家航空航天局(NASA)近日确认,“尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台”(以下简称“雨燕”)已于美国东部时间11月4日7时39分(北京时间4日20时39分),在印度尼西亚北苏门答腊地区上空再入地球大气层。NASA表示,10月20日,“雨燕”的轨道高度已下降至约275公里,无法再稳定维持科学观测所需的姿态,任务团队随后结束了其运行。
2026-11-09 10:11
携程研究院分析师方泽茜也用“花香自有蝶飞来”作出注解——入境“科技游”火热,正是中国制造与科技创新能力向外溢出,落到旅游消费的直接体现。在方泽茜看来,“科技游”为青少年搭建起连接知识与兴趣的桥梁,“社交打卡+文化沉浸”的科技场景,精准契合他们的偏好。
2026-11-09 10:11
大型邮轮被誉为造船工业“皇冠上的明珠”。继2023年11月“爱达·魔都号”华丽亮相,11月6日,第二艘国产大型邮轮“爱达·花城号”在上海交付,船型体量更大,配套设备更先进,船体也更加秀美。
2026-11-09 10:11
加载更多