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原始光如何在宇宙结构中发生轻微扭曲?

导读: 近日研究人员发现宇宙大爆炸后形成的原始光里存在轻微的扭曲,他们希望借此能够解开有关宇宙大爆炸后短暂时间的新秘密。

  近日研究人员发现宇宙大爆炸后形成的原始光里存在轻微的扭曲,他们希望借此能够解开有关宇宙大爆炸后短暂时间的新秘密。这种余光名为宇宙微波背景辐射(CMB),它是由137亿年前炙热的电离等离子体产生的,当时宇宙只有38万年历史。其中一小部分光被偏振了(意味着光波在一个平面上振动)。

  研究人员已经检测到一种样式的偏振光,名为“电子”或者E模式的极化。但是利用欧洲航天局赫歇尔空间天文台和位于南极的南极望远镜,研究人员首次从宇宙微波背景辐射里检测到“磁性”或者B模式的偏振光。

  观测到的B模式样式来自于引力透镜,后者会导致光因巨大宇宙天体,例如星系群和神秘的暗物质而扭曲和偏离,研究人员这样说道。但是产生B模式还有另外一种方式:宇宙最早的瞬间产生的原始引力波,当时宇宙还处于快速“膨胀”阶段,也即宇宙大爆炸后万亿分之一秒内。

这张艺术家印象图显示了宇宙微波背景辐射(欧洲航天局普朗克太空望远镜检测的)里的光子在宇宙里穿行时,是如何因巨大宇宙结构的引力透镜效应而发生偏离的。

  在这个膨胀阶段,宇宙以超过光速的速度膨胀,在几分之一秒的时间内膨胀到原来体积的100倍以上。爱因斯坦的狭义相对论认为没有什么信息或者物质能够以超过光速的速度在太空里穿行,但这一法则并不适用于膨胀,因为它是太空本身的扩张。

  最新的检测结果将提供一种基准线,辅助未来测量引力波产生的B模式偏振光,后者或可能揭示宇宙在最早时期是如何生长的,研究人员解释道。

  “这一测量利用了一种聪明且独特的方法,结合了南极望远镜的地面观测——测量宇宙大爆炸发出的光,以及赫歇尔的太空观测,后者对星系非常敏感,能够追踪产生引力透镜的暗物质”,赫歇尔的研究人员、美国加州理工学院和伊利诺伊大学香槟分校的杰奎因·维埃拉(Joaquin Vieira)这样解释道。

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