遥远宇宙的一瞥可以揭开暗能量的秘密

一种新的射电望远镜技术使天文学家能够探测宇宙的遥远区域，并有助于回答一些基本的宇宙谜题，例如暗能量等神秘事物是否真的存在。

暗能量被认为构成了宇宙质量和能量的近四分之三。它也被认为对宇宙膨胀的加速负有责任。然而，科学家们仍然不确定暗能量是否存在。

如果天文学家能够收集来自宇宙遥远部分的完整数据并精确测量大规模宇宙结构，这种情况总有一天会改变。

这项新技术使天文学家能够观测到来自氢气的无线电波，其年代可以追溯到宇宙年龄约为当前年龄一半的时候。这是科学家迄今为止观测到的最远的此类气体。

这个信号来源于极早期宇宙的物质能量汤。科学家们认为，这些无线电波可能会对星系的大规模分布产生可探测的影响。

宇宙深处近距离观察

这项新技术使天文学家能够通过观察氢气的无线电发射来测量这些印记。这种被称为强度映射的方法最终可以揭示这种大规模结构在过去几十亿年中是如何变化的，从而深入了解暗能量的理论是最准确的。

台湾中央研究院和多伦多大学的Tzu-Ching Chang说：“我们的项目将氢气绘制到比以往任何时候都更远的宇宙距离，并表明我们开发的技术可以用于绘制三维宇宙的巨大体积，并测试暗能量的竞争理论。”

研究人员使用了美国国家科学基金会位于西弗吉尼亚州格林班克的巨型罗伯特·C·伯德格林班克望远镜（GBT）。他们将观测站对准了一个天空区域，该区域之前曾由夏威夷的凯克II望远镜对不可见光进行过详细调查。这项可见光探测利用光谱学绘制了数千个星系的三维位置图。

有了GBT，团队没有在这些遥远的星系中寻找氢气，而是使用他们的强度映射技术在包括许多星系在内的大体积空间中积累氢气发射的无线电波，这是“一个超出当前仪器技术能力的艰巨挑战”。

宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学的联合研究员JeffreyPeterson说：“自20世纪初以来，天文学家一直通过观察星系来追踪宇宙的膨胀。我们的新技术使我们能够跳过星系探测步骤，一次收集1000个星系的辐射发射，以及它们之间所有微弱发光的物质。”

滤除干扰

天文学家们还开发了新的方法来消除人造无线电干扰和由更近的天文源引起的无线电发射，只留下来自遥远氢气的极其微弱的无线电波。

多伦多大学的研究人员Ue Li Pen说：“这些观测探测到的氢气比以前在宇宙中探测到的所有氢气都多，距离是以前任何发射氢气的无线电波的十倍。”

该团队于2008年首次提出了他们的强度映射技术，他们的GBT观测是对这一想法的第一次测试。

国家射电天文台首席科学家克里斯·卡里利（Chris Carilli）表示：“这是一项重要技术的证明，对未来研究宇宙中大规模结构的演化有很大的前景。”

这项新技术在7月22日出版的《自然》杂志上有详细介绍。