阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）合作项目的新发现可能刚刚揭示了宇宙婴儿时期最清晰的图像。在测量了传播了130亿光年到达地球的光线后，这些图像揭示了约38万年前的宇宙——这相当于一个刚出生几小时的婴儿的图像。
这些新发现来自几项国际未经同行评审的预印本研究，计划于2025年3月晚些时候发布。根据研究人员的说法，这是目前人类可以获得的宇宙最早的宇宙时间视图。
阿塔卡马宇宙学望远镜的高分辨率图像
ATC位于智利安第斯山脉的高处，并于2022年退役前收集了其最终数据。然而，当研究人员查看这些数据时，他们看到了令人惊叹的过去图像。
“我们正在看到形成最早的恒星和星系的第一步，”ACT主任、普林斯顿大学亨利·德沃尔夫·史密斯物理学教授苏珊娜·斯塔格斯在新闻稿中说。“我们不仅仅看到明暗，我们还看到高分辨率的光线偏振。这是将ACT与普朗克和其他早期望远镜区分开来的决定性因素。”
根据研究团队的说法，ACT的图像比过去的望远镜增加了更高的分辨率。通过ACT，研究团队现在可以确定宇宙婴儿时期氢气和氦气的运动。
测定宇宙年龄
阿塔卡马宇宙学望远镜合作项目（ACT）的研究已经产生了宇宙婴儿时期最清晰、最精确的图像，即大爆炸后38万年才可见的宇宙微波背景辐射。这张新的天空图对宇宙学标准模型进行了一系列严格的新测试，并表明它非常稳健。这些早期宇宙的新图像以前所未有的清晰度展示了最早光线的强度和偏振，揭示了古代、正在凝结的氢和氦云的形成，这些云后来发展成为最早的星系和恒星。这张新天空图的一部分显示了辐射的振动方向（或偏振）。右侧的放大图高10度。偏振光以特定方向振动；蓝色显示周围光的振动方向指向它，就像自行车辐条一样；橙色显示振动方向围绕它旋转的地方。这些新信息揭示了宇宙在不到50万年时古代气体的运动，在引力作用下，这是形成星系的第一步。红色波段来自我们较近的银河系。（图片来源：ACT合作项目；ESA/普朗克合作项目）
ACT合作项目；ESA/普朗克合作项目
研究人员表示，ACT的图像捕捉到了更清晰的宇宙微波背景（CMB）视图，即大爆炸后自由穿过宇宙的第一束光的冷却残余物。
通过这些图像，团队注意到宇宙年轻时气体密度和速度的细微差异。这些细节可以帮助研究人员更好地了解宇宙在其起源时的样子。
“通过回溯到事物简单得多的时代，我们可以拼凑出我们的宇宙如何演变为我们今天所处的丰富而复杂的地方的故事，”普林斯顿大学约瑟夫·亨利物理学和天体物理学教授、ACT分析负责人乔·邓克利在新闻稿中说。
ACT收集的数据帮助研究人员缩小了宇宙的实际年龄，并确定了某些元素的形成时间。其中一位研究作者指出，宇宙中所有的氦都是在宇宙时间的前三分钟内产生的。另一位表示，宇宙在每个方向上延伸了500亿光年。根据研究作者的说法，ACT显示宇宙已有138亿年的历史。
ACT还能告诉我们什么
为了获取这些数据，ACT需要收集五年，因为CMB辐射非常微弱。
“为了进行这项新的测量，我们需要一台敏感望远镜进行五年曝光，该望远镜经过调整以观察毫米波长光，”宾夕法尼亚大学天文学教授、ACT副主任马克·德夫林在新闻稿中说。“我们在国家标准与技术研究院的同事提供了具有尖端灵敏度的探测器，国家科学基金会支持ACT的任务超过二十年，才使我们达到这里。”
早期宇宙并非ACT捕捉到的唯一光线。
“我们可以回溯整个宇宙历史，”邓克利在新闻稿中说，“从我们自己的银河系，穿过遥远的、拥有巨大黑洞的星系，以及巨大的星系团，一直到宇宙的婴儿时期。”
尽管ACT已不再收集数据，但它仍能告诉我们更多。这些研究尚未经过同行评审，但它们已经包含了大量的知识，可以帮助我们理解宇宙。
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普林斯顿。阿塔卡马宇宙学望远镜
