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

  • 一支画笔 勾勒出乡村百姓的“诗与远方”

  • 委内瑞拉:美方已派遣外交官代表团赴委

独家策划

推荐阅读
8日,中国载人航天工程办公室发布2025年度《中国空间站科学研究与应用进展报告》。
2026-01-09 02:45
日前,生态环境部与国家统计局联合印发《关于发布2023年电力二氧化碳排放因子的公告》,以便于不同主体核算电力消费的二氧化碳排放量。
2026-01-09 02:45
近日,中国农业科学院农产品加工研究所联合国内外科研团队,系统揭示了小麦基因型、灌溉条件、储存方式及制粉工艺影响面团流变特性及产品质量的微观和介观机制。
2026-01-09 02:45
各地要强化标准牵引,结合相关部门人工智能终端智能化分级标准制定和产品智能化等级认定等情况,合理确定补贴品类。
2026-01-09 09:05
从中国机械工业联合会获悉,“十四五”时期是我国环保装备制造行业技术创新爆发期,产业链自主可控率超90%,核心专利数量全球第一,技术装备水平跃升,国际竞争力显著提升,国际市场占有率达23.1%。
2026-01-09 02:55
CES历来是观察前沿技术走向的重要窗口。今年,一个新词被频频提及——“物理人工智能(物理AI,Physical AI)”。
2026-01-08 18:29
从7日在京召开的全国知识产权局局长会议上了解到,根据世界知识产权组织最新发布的《2025年全球创新指数报告》,我国“综合排名进前十、单项排名‘双第一’”。
2026-01-08 02:20
近日,中央农村工作会议在北京召开。会议强调,“加强农业关键核心技术攻关和科技成果高效转化应用,因地制宜发展农业新质生产力”,为做好“三农”工作提供了重要指引。
2026-01-08 02:20
时序轮转一甲子,肇始于一间实验室的中国科技考古,历经六十载深耕求索,终从一片学术荒原,昂首跻身世界学科前沿之列。六十年来,中国科技考古依靠工作者们的汗水、智慧与坚守,写成一段传奇。
2026-01-08 02:20
冰冷坚硬的金属骨架、精确运转的齿轮电机……这,是不是你脑中的“机器人”?其实,还有一种机器人:它们没有坚硬的躯壳,而是以柔软的身体探索世界,它们并不强壮,却不会轻易损坏——这,就是软体机器人。它们像章鱼、蚯蚓、水母等自然界生物一样灵动,能够弯曲、伸展、钻入狭缝,展现出前所未有的环境适应力。
2026-01-08 02:25
近日,工业和信息化部正式公布我国首批L3级有条件自动驾驶车型准入许可,两款分别适配城市拥堵、高速路段的车型将在北京、重庆指定区域开展上路试点。
2026-01-08 02:25
“激光不是自然光,它是人类创造的‘最准的尺’‘最利的刀’,更是能为人类需求精准调光的‘魔法师’。”1月6日,科学家精神百场讲坛在扬州大学开讲,中国科学院院士、天津大学教授姚建铨向现场听众分享了自己60年的科研历程与心得。
2026-01-07 02:30
以前医生判断大脑是否健康,需要进行磁共振检查,这个检查结果用的是西方人群的参考标准。
2026-01-07 02:30
从中国科学院大连化学物理研究所获悉,“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”项目已在中国空间站内开展。神舟二十一号航天员乘组共同在轨操作该项目实验,其中,中国科学院大连化学物理研究所研究员张洪章作为载荷专家发挥了其专业优势。
2026-01-08 02:20
硫化氢气味如臭鸡蛋,在天然气开采、炼油、煤化工中大量产生。它不仅有毒,更是形成酸雨的“元凶”之一。据统计,我国每年待处理的硫化氢约80亿立方米,全球规模更是巨大。如何安全、彻底地处理它,一直是工业界面临的巨大挑战。
2026-01-07 02:30
从生态环境部获悉,日前,南京环境科学研究所秦卫华、李中林、王涛研究团队在《布拉格国家昆虫博物馆馆报》上发表研究成果——西藏吉隆发现猎蝽科猛猎蝽属新物种吉隆猛猎蝽,我国青藏高原生物多样性数据库再添新成员。
2026-01-07 02:30
“人类工程与大自然的完美融合!”不久前,贵州花江峡谷大桥刚刚建成通车便火遍全网,各地游客纷至沓来,只为感受新晋世界第一高桥的壮观雄伟。
2026-01-07 02:30
“一张网”的构建是我国测绘地理信息事业转型升级的生动实践。
2026-01-06 09:53
具身智能作为人工智能与机器人科学交叉的前沿领域,是新一轮产业变革的技术引擎。
2026-01-06 02:45
我国首次航天员洞穴训练日前在重庆市武隆区圆满结束,28名航天员参加了这次训练。
2026-01-06 02:45
加载更多