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

  • 唐山大地震50周年:纪念墙下致哀思

  • 中国南方最大综合性自然博物馆开馆

独家策划

推荐阅读
种业振兴,核心在创新。加强种业知识产权保护,是对育种创新的最大激励,也是加快推进种业振兴的有力保障。
2026-07-29 03:05
十四五”时期,生态环境部分区域、分批次完成全国452处国家级自然保护区生态环境保护成效评估,以及首轮全国生态保护红线保护成效五年评估。
2026-07-29 03:05
近日,印度最大核电站库丹库拉姆核电站被曝泄露大量敏感文件。勒索软件组织World Leaks将包括部分设施蓝图、供应商信息、设备评估报告等约1.9万份、总计14.3吉字节的敏感文件挂上其站点,
2026-07-29 03:05
习近平总书记在山东省德州市考察时强调,要“以扎实举措做好各项工作,着力提升农业综合生产能力和质量效益,确保粮食等重要农产品稳定供给,因地制宜推进宜居宜业和美乡村建设,引导广大农民群众用勤劳和智慧创造更加美好生活”。
2026-07-29 03:05
在国新办28日举行新闻发布会上,商务部副部长鄢东表示,看待产能问题,要秉持全面、客观、公正的态度,更不能以此为名,行保护主义之实。
2026-07-29 03:05
28日,中央广播电视总台首届智能机器人应用技能大展在京启动。活动现场,中国机械工业联合会携手总台央视新闻发布了《中国工业机器人市场活力数据》。
2026-07-29 03:05
国家统计局27日发布数据显示,今年上半年,全国规模以上工业企业营业收入同比增长6.5%,较一季度加快1.5个百分点。营业收入加快增长,
2026-07-28 04:15
推动科技创新与产业创新深度融合,是培育新质生产力、构建现代化产业体系,实现高水平科技自立自强的关键路径。习近平总书记深刻指出“人才资源是第一资源,
2026-07-28 04:25
作为走进企业的“科技副总”,浙江大学周鸣川研究员与某民营医疗机构共建联合实验室,推动眼科手术机器人进入国家创新审批通道;浙江农林大学王翀教授与杭州某饲料企业深度合作,
2026-07-28 04:25
未来,如何让当地群众在世界遗产保护工作中获益?为此,记者专访了东亚—澳大利西亚候鸟迁徙研究中心主任、黄(渤)海候鸟栖息地申遗首席专家雷光春。
2026-07-28 04:20
缺硼会让庄稼“烂根绝收”,全球超百种作物依赖硼肥才能保证产量。
2026-07-28 04:20
刘文郡:中国启动“人工智能+”行动,通过协同推进传统产业改造升级、新兴产业培育壮大与未来产业前瞻布局,让人工智能深度赋能千行百业。中国相继提出《全球人工智能治理倡议》《“人工智能+”国际合作倡议》,发布《人工智能能力建设普惠计划》《人工智能合作发展行动计划》,倡议成立世界人工智能合作组织。
2026-07-27 09:31
7月26日18时,水利部和中国气象局联合发布红色山洪灾害气象预警,江西南部、广东中北部局地发生山洪灾害可能性很大(红色预警)。涂勇介绍,主汛期山区降雨突发性强、峡谷汇水迅猛,进山务必提前关注山洪、暴雨预警,收到预警应立即取消行程。
2026-07-27 09:29
7月26日凌晨,今年第12号台风“红霞”在广东惠州市惠东县平海镇沿海登陆。”  针对台风远距离水汽输送导致的暴雨预报难题,气象部门采用集合预报方法,通过多个模式、多个初始场的集成分析,量化预报的不确定性。
2026-07-27 09:28
眼下正是小龙虾上市的季节,走进安徽省滁州市全椒县十字镇陈浅村潘氏龙虾万亩养殖基地,养殖户们正下田捕捞小龙虾。当前,全椒县稻虾综合种养面积36.5万亩,小龙虾年产量5.5万吨,稻虾全产业链综合产值34亿元、从业人数4万多人,小龙虾成了乡村振兴的主导产业之一。
2026-07-27 09:28
光明日报武汉7月26日电 记者王建宏、张锐从华中农业大学获悉,该校熊立仲教授团队近日鉴定出一个名为“ROAD1”的稻属特异抗旱孤儿基因,并发现携带这个功能等位基因的水稻在田间干旱条件下产量较对照显著提高。
2026-07-27 09:27
光明日报北京7月26日电 记者张胜从自然资源部获悉,每年的7月26日是联合国教科文组织确立的“世界红树林日”。自然资源部数据显示,自《红树林保护修复专项行动计划(2020—2025年)》印发实施以来,我国完成新营造红树林约1.16万公顷(17.4万亩),是全球少数红树林面积持续增加的国家之一。
2026-07-27 09:27
国家药监局近日批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。该药为原创靶点、新机制罕见病治疗药物,在中国、美国、日本、欧盟同步申报,我国率先完成审批,实现全球“首报首发”的历史性突破。
2026-07-24 08:55
记者从市场监管总局了解到,国际电工委员会智能制造系统委员会近日发布IEC SRD 63459:2026《智能制造用例模板》国际标准。为此,国际电工委员会智能制造系统委员会于2019年成立首个工作组,组织各国专家制定国际统一的智能制造用例模板,以统一的方式描述、存储和使用用例。
2026-07-24 08:51
23日20时,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-07-24 08:50
加载更多