就像考古學家通過古遺址來發掘古代的歷史文明一樣,天文學家在探尋古老宇宙留下的痕跡。歐洲航天局普朗克使命的科學家今天向公眾展示了一幅“宇宙地圖”,該圖譜的繪制以觀測的宇宙最古老光線傳來的數據為依據,普朗克使命的科學家第一次向公眾展示了一個令人始料未及的成果:我們的宇宙比之前估計的宇宙年齡更大、或宇宙比過去的估算要少許的古老,這說明我們的宇宙比之前理解的膨脹速度要緩慢一些。經過普朗克使命科學家的觀測和計算,宇宙的年齡為138、2億年,普朗克版本的“宇宙地圖”顯示,我們的宇宙含有比此前的斷定更多的物質和暗物質、更少的暗能量。暗能量概念是科學家提出的一種假設,它是物質之間產生排斥力的源泉,未知的暗能量引起了宇宙的不斷膨脹。

普朗克版“宇宙地圖”揭示一個更古老的宇宙 科技 第1張

(圖片是目前最好的宇宙地圖,顯示了宇宙最古老的光線,它是從宇宙誕生時期留下的輻射、或宇宙微波背景輻射,圖片的顏色顯示一種微小的溫度變化。)

NASA的天體物理學主任保羅·赫茲對科學報道的媒體人士說到,“我們正在測量宇宙最古老的光線,它是宇宙微波背景輻射”。這是一幅到目前為止最體現靈敏性和細節性的早期宇宙地圖,就像從標準型電視機跳躍到高清晰度電視屏幕一樣,它的繪制體現了目前的科技發展水平,新版本的宇宙圖譜更加清晰明朗,圖譜的細節方面具有水晶般的透明性。總體而言,宇宙微波背景輻射是宇宙誕生時期發出光線的痕跡,它是古老的宇宙光線留下的餘輝,遍佈宇宙的微波輻射光滑而流暢、均勻而一致。普朗克衛星觀測的“宇宙地圖”提供了宇宙空間溫度微小漲落的標識,它是宇宙僅在37萬年時印刻在宇宙空間的溫度差異數據。普朗克版本的“宇宙地圖”起到了一種“活化石”作用,它能透露在大爆炸之後幾微微秒的宇宙狀態信息,宇宙在大爆炸後的1秒是個驚人的“天文數字”,科學家將這一秒劃分為若幹個更微小的時間段。“普朗克地圖”上的斑點代表恆星和星系形成的“種子”。

普朗克版“宇宙地圖”揭示一個更古老的宇宙 科技 第2張

(圖片顯示衛星的演化,這些衛星用來測量在宇宙大爆炸之後留下的光線,大爆炸發生在大約138億年以前,我們的宇宙由此誕生,宇宙背景輻射光線揭示了早期宇宙的信息,三幅並排的圖像顯示了同樣的10平方度天空的一塊區域,從左至右,第一輻是NASA的宇宙背景探測器、或COBE,第二輻是NASA的威爾金森各項異性探測器、或WIMAP,第三輻是普朗克衛星、或Plank,普朗克探測器的分辨率大約是WIMAP的2、5倍。)

“宇宙地圖”的顏色代表了不同的溫度分佈,紅顏色表示熱和高的溫度,藍顏色表示冷和低的溫度。普朗克使命的美國項目科學家查爾斯·勞倫斯解釋說,普朗克地圖上的溫度差別僅有100倍的百萬分之一,或一億分之一。普朗克使命的美國項目設在加州帕薩迪納的NASA噴氣動力實驗室。普朗克太空望遠鏡在2009年從法屬圭亞那的歐洲航天中心發射升空,歐洲航天局的使命計劃得到了NASA的大力支持,兩頓重的太空觀測衛星收集了大量數據,這些數據提供了宇宙起源的信息,普朗克衛星距離地面一百多萬英里。宇宙圖譜不是普朗克使命的科學家繪制的第一幅圖案,2010年,科學家用一臺超級計算機製作了一幅全空域宇宙背景輻射圖譜,他們在製作過程中剔除了各種光源的幹擾,包括較高亮度的前景光線,例如:銀河系、衛星自身雜散光的幹擾。

普朗克版“宇宙地圖”揭示一個更古老的宇宙 科技 第3張

加州大學伯克利分校和勞倫斯·伯克利國家實驗室的科學家馬丁·懷特是普朗克項目的一位成員,他解釋說,當光線在空間穿行時,它會受到分散在宇宙的物質產生的引力作用,這些物質精巧而細微地吸收一些光線,物質的引力同樣精巧而細微地造成光線的彎曲,在宇宙中穿行的光線會產生來回的擺動現象。普朗克版本的“宇宙地圖”顯示了在宇宙邊緣以內所有物質的影響,這幅精美的“宇宙地圖”與物質和宇宙的形成理論相一致,相匹配,新的數據揭示了扣人心絃、壯觀宏偉的宇宙信息。

普朗克版“宇宙地圖”揭示一個更古老的宇宙 科技 第4張

噴氣動力實驗室(JPL)的科學家克里茨托夫·戈爾斯基參加了普朗克項目,他對科學報道的媒體人士說到,“這是一個科學數據的寶庫”,戈爾斯基和項目組的同事對發現的成果感到格外興奮,他們認為早期宇宙的演化顯示了更少控制性、操縱性的因素,宇宙演變不是一種註定的過程,它顯示了更多隨機、概率性的因素,宇宙演變不是一種事先設計的過程。戈爾斯基認為,更復雜的宇宙演化版本將會走向“死衚衕”,普朗克“宇宙地圖”提供了充分的信息,這些信息為宇宙學研究提供了更好的素材。普朗克項目組的科學家相信,新的數據將會幫助科學家去修正和提煉現有的宇宙學理論。宇宙學家普遍認為,我們的宇宙在演變的早期經歷了一個突發、急速的暴漲階段。

普朗克版“宇宙地圖”揭示一個更古老的宇宙 科技 第5張

(編譯:2013-3-22)

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