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地球最遥远的角落里的物理学家竞相重现宇宙黎明信号

发布时间:2018-05-14

额外审查

EDGES团队在决定上市之前花了两年的时间仔细核对了他们独特的结果。 “你发表一篇论文的原因是为你自己无法解决的问题带来更多的想法,”EDGES首席科学家,坦佩亚利桑那州立大学天文学家贾德鲍曼说。

研究人员已经发布了数十个预印本,试图解释这个异常。一些物理学家认为,这是普通物质和暗物质之间以前未被发现的相互作用的可能迹象2。其他人则看到了相反的情况:可能暗示没有暗物质3。

随着理论陷入僵局,实验主义者试图从四大洲的远程站点收集新的数据,这些数据通常使用建立在预算不足的基础上的天线。一些人可能会在几个月内获得他们的第一个结果。

鲍曼的团队现在开始用一种新的小型天线进行另一轮观测。他说他们有“初步证据”,即新天线仍然能看到原始特征。他补充说,该小组将在9月份恢复观测,届时银河中心 - 这个无线电波段的地外干扰的主要来源 - 在澳大利亚天空中处于有利位置。

频率依赖性

EDGES是几个试图研究宇宙历史最初几亿年的项目之一,其竞争对手现在也试图重现其成果。本月早些时候,马萨诸塞州剑桥哈佛 - 史密松天体物理中心的一名射电天文学家林肯格林希尔飞到加利福尼亚州的干旱欧文斯谷,测试修改版的大孔径实验以检测黑暗时代(LEDA) 。这个实验 - 看起来像伞架的天线阵列 - 最初使用的滤波器可以截止频率高于82兆赫的频率,因为担心FM无线电波的干扰。但EDGES的信号似乎集中在大约78兆赫,所以LEDA可能错过了它,格林希尔说。 (EDGES的灵敏度在50兆赫和100兆赫之间。)他和他的合作者正在测试滤波器,使他们能够检测到更高的频率。如果事情顺利,格林希尔说,收集足够的数据并分析它们可能需要几个月的时间。

与此同时,在印度班加罗尔的拉曼研究所,Ravi Subrahmanyan和他的同事多年来一直致力于110-200兆赫兹的高频带,使用球形天线称为天线测量背景无线电频谱(SARAS-2) ),它看起来像1960年代卡通 i The Jetsons i的太空船。他们最初的目标是探测宇宙黎明后很久才出现的一种现象,在这种现象中,星光将氢气转化为等离子体。但在EDGES宣布后,该团队迅速建立了一个对较低频率敏感的天线。 “我可以去楼下的车间,他们会在几天内为我建造它,”Subrahmanyan说。

Subrahmanyan和他的团队计划在5月份在距离城外100公里的地方部署新的天线,无线电干扰很低。后来,他们计划把它搬到青藏高原一个更偏远的地方。

远程访问

南非德班夸祖鲁 - 纳塔尔大学的物理学家乔纳森·西沃斯说,现在没有无线电干扰的地方现在很少见,但“我们可能拥有地球上最安静的地方”。该地点位于南极洲中部的马里昂岛,唯一的途径是在一艘南非海洋学船上,该船每年四月在那里进行一次。由物理学家Cynthia Chiang领导的一个小型夸祖鲁 - 纳塔尔小组去年在那里安装了它的宇宙黎明实验,探测来自Marion(PRIZM)的High-Z无线电强度。马里昂站风雨不断,最近遇到了发电机的问题。 “我们刚到的时候,基地没有电力和热水,”现在在岛上的蒋介石说,他再次检索过去一年的数据,并升级了他们的望远镜以获得新的观测资料。

但太阳系内最安静的射电天文学之一将是月球的远端。科罗拉多大学博尔德分校的天体物理学家杰克伯恩斯领导了一项建议,即在小型月球轨道飞行器上飞行10米长的导线天线 - 类似于旧电视机。从那里开始,探测器不仅应该检测EDGES吸收特征,而且还应该检测一个早期时代(称为黑暗时代) - 在任何恒星存在之前。它会出现在15兆赫左右,这是一个无法从地球上获得的乐队。伯恩斯说,暗物质和其他奇特物理学的可能特征在黑暗时代比在宇宙黎明时更容易解释。荷中合作已经在下个月进入月球测试技术,探测黑暗时代。他们的原型天线将搭载在阙桥探测器上,其主要任务是向中国长安4号火星车发送信息,该火箭车定于2019年登陆月球远端。

与此同时,“除了等待更多观测外,别无选择”,以色列特拉维夫大学的宇宙学家Rennan Barkana说道,他的理论论文2与原始探测结果相伴随,暗示存在暗物质。

Nature 557,15-16(2018)