月球背面的天线床垫也许能揭开宇宙黑暗时代

崔永玲 https://jbk.familydoctor.com.cn/bjbdfyy_ys_8051/

宇宙中第一颗恒星是如何诞生的?这是一个困扰了天文学家多年的问题,因为我们对于宇宙最早期的信号几乎一无所知。

什么是宇宙黑暗时代?大爆炸是我们宇宙诞生的事件,但是它仍然是一个谜。我们目前对于大爆炸的理解主要来自于半个世纪前的计算,以及观测到的宇宙微波背景(CMB),这是一种遍布整个空间的微弱辐射,反映了宇宙诞生后约38万年的状态。

然而,在CMB形成之后和第一颗恒星出现之前,有一个长达10亿年的时期,我们对其几乎一无所知。这个时期被称为宇宙学上的“黑暗时代”,因为没有任何可见光源。沃尔特博士称之为“青少年”时期,因为这是一个关键的过渡阶段,当时原子氢开始聚集成分子云,并最终形成恒星和星系。

要研究这个时期,我们不能依靠光学望远镜,而要使用射电望远镜,因为原子氢会发出特定波长的无线电波。这些无线电波可以告诉我们关于原子氢的密度、温度和分布等信息,从而揭示黑暗时代的物理过程。

为什么要在月球背面放置天线床垫?要探测来自黑暗时代的无线电波并不容易,因为这些信号非常微弱,而且容易被地球上的人造干扰和电离层屏蔽。因此,沃尔特博士提出了一个大胆的想法:在月球背面建造一个射电望远镜阵列。

月球背面是一个理想的位置,因为它总是远离地球,不受地球上的任何干扰。此外,月球背面有许多陨石坑,可以提供一个平坦而安静的环境,以放置天线并指向天空。

但是,如何把天线送到月球背面呢?沃尔特博士从自充气露营垫中汲取灵感,设计了一种可以折叠并打包成小盒子的天线结构。每个盒子里有四个天线单元,每个单元由一层卡普顿(kapton)和一层气垫组成。卡普顿上印有导电材料,形成天线的图案。气垫可以充气并撑开卡普顿,使天线展开并指向天空。

沃尔特博士的实验室正在开发第一批原型,他们计划在未来几年内向月球背面发射一千个天线单元,组成一个面积约为一平方公里的阵列。

沃尔特博士的天线床垫可以探测从几米到几十米的波长范围,这涵盖了从黑暗时代到恒星形成时期的信号。通过分析这些信号,我们可以了解宇宙在这些时期发生了什么变化。

这个项目将为我们揭开宇宙起源的秘密沃尔特博士的天线床垫项目是一个前所未有的尝试,它将为我们打开一个新的窗口,让我们能够观察到宇宙最早期的信号。这些信号将为我们提供关于宇宙黑暗时代和第一颗恒星形成过程的宝贵信息,从而帮助我们解决一些基本的物理和宇宙学问题。




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