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新(xin)智(zhi)元(yuan)報(bao)道(dao)

編(bian)輯(ji)：David 昕(xin)朋(peng)

【新智元導(dao)讀(du)】 太(tai)空(kong)探(tan)索(suo)新紀(ji)元！人類(lei)史(shi)上(shang)首次收到了(le)90亿光年之(zhi)遙(yao)的無(wu)線(xian)電(dian)信(xin)號(hao)。這(zhe)次不是外星人，但(dan)下(xia)次呢(ne)...

今(jin)天(tian)，壹(yi)則(ze)「印度研(yan)究(jiu)人員(yuan)首次收到90亿光年外无线电信号」的新聞(wen)點(dian)爆(bao)網(wang)絡(luo)，高(gao)居(ju)知(zhi)乎(hu)熱(re)榜(bang)第(di)一。

截(jie)止(zhi)發(fa)稿(gao)時(shi)，該(gai)話(hua)題(ti)瀏(liu)覽(lan)量(liang)已(yi)破(po)百(bai)萬(wan)，回(hui)答(da)數(shu)量破百。

不論(lun)是去(qu)年的JWST望远镜，還(hai)是近(jin)日(ri)热播(bo)的《三(san)體(ti)》，世(shi)界(jie)人民(min)對(dui)地外文(wen)明(ming)的興(xing)趣(qu)從(cong)來(lai)是與(yu)日漸(jian)增(zeng)。

这次，人类如(ru)願(yuan)了嗎(ma)？

来自(zi)90亿光年的无线电信号

近日，麥(mai)吉(ji)爾(er)大(da)學(xue)和(he)印度科(ke)学研究所(suo)的研究人员表(biao)示(shi)，他(ta)們(men)已經(jing)捕(bu)獲(huo)了迄(qi)今為(wei)止最(zui)遥远星系(xi)的无线电信号。

这是人类首次在(zai)如此(ci)远的距(ju)離(li)內(nei)檢(jian)測(ce)到这種(zhong)类型(xing)的无线电信号。麦吉尔大学发文稱(cheng)，这個(ge)无线电波(bo)可(ke)以(yi)讓(rang)天文学家(jia)们「回到過(guo)去」，了解(jie)早(zao)期(qi)的宇(yu)宙(zhou)，開(kai)始(shi)研究一些(xie)最早的恒(heng)星和星系。

该項(xiang)研究的作(zuo)者(zhe)是麦吉尔大学博(bo)士(shi)後(hou)研究员Arnab Chakraborty和印度科学研究所副(fu)教(jiao)授(shou)Nirupam Roy。研究見(jian)刊(kan)於(yu)天文学頂(ding)刊《皇(huang)家天文学會(hui)月(yue)报》（MNRAS）。

论文鏈(lian)接(jie)：

https://academic.oup.com/mnras/article/519/3/4074/6958817?login=false

该研究的意(yi)義(yi)在于首次用(yong)引(yin)力(li)透(tou)镜效(xiao)應(ying)，在紅(hong)移(yi)z=1.3（近90亿年前(qian)）的恒星形(xing)成(cheng)星系探测到H I 21厘(li)米(mi)譜(pu)线。在此之前，研究人员探测到的最遥远的21cm谱线信号是红移z=0.4（近50亿光年）。

所謂(wei)的21厘米谱线，全(quan)称为中(zhong)性(xing)氫(qing)21厘米谱线（celestial 21 cm-hydrogen line）。它(ta)也(ye)被(bei)称为「氢线」，是頻(pin)率(lv)为1420的电磁(ci)輻(fu)射(she)谱线。

氢原(yuan)子(zi)在它的基(ji)態(tai)，有(you)兩(liang)个超(chao)精(jing)細(xi)結(jie)構(gou)子能(neng)級(ji)。星際(ji)物(wu)質(zhi)中處(chu)于基态的中性氢原子的碰(peng)撞(zhuang)结果(guo)，在这两个子能级間(jian)引起(qi)躍(yue)遷(qian)，便(bian)形成21厘米谱线的辐射。

21厘米谱线是射电天文觀(guan)测到的第一條(tiao)谱线，也是最重(zhong)要(yao)的谱线之一。它是研究星际中性氢原子分(fen)布(bu)、銀(yin)河(he)系和河外星系结构的重要手(shou)段(duan)。

研究人员表示，望远镜能夠(gou)接收遥远的信号，因(yin)为它被位(wei)于信号和望远镜之间的另(ling)一个星系彎(wan)曲(qu)。Nirupam Roy称，在引力透镜效应下，无线电信号放(fang)大了30倍(bei)，使(shi)望远镜能够成功(gong)接收。

引力透镜效应是愛(ai)因斯(si)坦(tan)的廣(guang)义相(xiang)对论所預(yu)言(yan)的一种現(xian)象(xiang)。由(you)于时空在大质量天体附(fu)近会发生(sheng)畸(ji)變(bian)，使得(de)光线经过大质量天体附近时发生弯曲。

如果在观测者到光源(yuan)的直(zhi)线上有一个大质量的天体，则观测者会看(kan)到由于光线弯曲而(er)形成的一个或(huo)多(duo)个像(xiang)，这种现象称之为引力透镜现象。

模(mo)擬(ni)引力透镜

不是外星人，是古(gu)元素(su)

这个信号是由位于印度浦(pu)那(na)的巨(ju)型元波射电望远镜探测到的。该望远镜由30个指(zhi)向(xiang)天空的碟(die)形天线組(zu)成，每(mei)个天线的直徑(jing)接近150英(ying)尺(chi)。

这是地球上的工(gong)具(ju)所記(ji)錄(lu)到的最遥远的信号，来自一个名(ming)为SDSSJ0826+5630的星系，位于近90亿光年之外。

但它不是E.T.外星人打(da)电话回家。对科学家来說(shuo)，它打开了一扇(shan)通(tong)往(wang)过去的窗(chuang)口(kou)，让我(wo)们看到宇宙在其(qi)年齡(ling)的三分之一时的樣(yang)子（即(ji)137亿年：大爆炸(zha)后的估(gu)計(ji)时间）。

研究人员表示，这个有88亿年歷(li)史的无线电波並(bing)非(fei)来自一个古老(lao)的外星人种族(zu)，而是来自宇宙最原始的元素之一：中性氢，它是在宇宙誕(dan)生后約(yue)40万年从大爆炸的碎(sui)片(pian)中形成的。

在宇宙形成早期，中性氢原子雲(yun)散(san)布在宇宙各(ge)处，那是天文学家所说的 「黑(hei)暗(an)时代(dai)」——第一批(pi)明亮(liang)的恒星和星系从天体塵(chen)埃(ai)中出(chu)现之前的时代。而中性氢正(zheng)是这些恒星和星系出现的「燃(ran)料(liao)」。

「中性氢氣(qi)庫(ku)为星系中的恒星形成提(ti)供(gong)了基本(ben)的燃料，」发表在《皇家天文学会月刊》上的一份(fen)關(guan)于该望远镜发现的研究报告(gao)这样寫(xie)道。「要想(xiang)了解星系在宇宙中的演(yan)变，就(jiu)需(xu)要了解这种中性气体在宇宙中的演变。」

幾(ji)十(shi)年来，科学家们一直在尋(xun)找(zhao)中性氢的痕(hen)跡(ji)，希(xi)望根(gen)據(ju)这些痕迹確(que)定(ding)第一批恒星和星系是何(he)时以及(ji)如何出现的。但是多年来，搜(sou)寻工作成果有限(xian)，因为这些电磁信号很(hen)難(nan)穿(chuan)越(yue)更(geng)長(chang)的空间和时间到達(da)地球。

据LiveScience报道，中性氢原子发出的电磁辐射的波长为21厘米，屬(shu)于无线电波的範(fan)疇(chou)。其較(jiao)长的波长和较低(di)的频率更有可能被淹(yan)沒(mei)在宇宙的靜(jing)态中。

这次发现，創(chuang)造(zao)了人类接收到宇宙空间信号距离的最远纪录，之前，人类检测到的最远的同(tong)类信号来自44亿光年之外。

爱因斯坦又(you)是对的

为了捕捉(zhuo)来自两倍距离的信号，研究人员借(jie)鑒(jian)了爱因斯坦的相对论，该理(li)论認(ren)为物质和能量的引力可以扭(niu)曲空间和时间。

按(an)照(zhao)相对论，存(cun)在一种名为「引力透镜」的效应，在这种效应中，一个巨大的质量体，比(bi)如这次的信号源星系SDSSJ0826+5630，可能会扭曲一个遥远的无线电信号的路(lu)径，变成我们星球的探测器(qi)可以探测到的規(gui)模。

印度科学研究所物理学副教授、论文的共(gong)同作者Nirupam Roy在一份聲(sheng)明中说：

「引力透镜放大了来自遥远物体的信号，幫(bang)助(zhu)我们窺(kui)探早期宇宙。在这种情(qing)況(kuang)下，信号因目(mu)標(biao)和观察(cha)者之间存在另一个大质量体，即另一个星系而发生弯曲。这导致(zhi)信号被放大了30倍，使地球上的望远镜能够接收到」。

该信号让科学家能够测量遥远星系的气体成分，据估计，该星系的质量是从地球上可见的任(ren)何恒星的两倍。

而这只(zhi)是一个开始，研究人员試(shi)圖(tu)進(jin)一步(bu)理清(qing)隱(yin)藏(zang)在我们曾(zeng)经无法(fa)掌(zhang)控(kong)的太空深(shen)处的宇宙历史线索。

「一个星系会发出多种不同的无线电信号。」

该研究的主(zhu)要作者Arnab Chakraborty表示，到目前为止，我们只能从附近的星系中捕捉到这种特(te)殊(shu)的信号，我们的知識(shi)和眼(yan)界僅(jin)仅限制(zhi)在那些离地球更近的星系。但这次，在引力透镜的帮助下，我们可以从破纪录的距离上捕捉到一个微(wei)弱(ruo)的信号。这將(jiang)帮助我们了解距离地球更远的星系的构成。

前进！前进！

这不是科学家第一次收到来自外層(ceng)空间的神(shen)秘(mi)信号。

去年7月，麻(ma)省(sheng)理工学院(yuan)以及美(mei)國(guo)和加(jia)拿(na)大其他大学的天文学家，检测到来自一个起源不明天体物理学的遥远星系的持(chi)續(xu)信号，2020年，来自半(ban)人馬(ma)座(zuo)近端(duan)的神秘信号掀(xian)起了波瀾(lan)。

但是，这些信号是否(fou)意味(wei)著(zhe)我们并不孤(gu)單(dan)？至(zhi)少(shao)现在，答案(an)是否定的——盡(jin)管(guan)人们已经向太空发送(song)了信号。

据Nature雜(za)誌(zhi)报道，研究人员在2021年称，半人马座比鄰(lin)星信号可能来源于「人造无线电幹(gan)擾(rao)」，「快(kuai)速(su)射电暴(bao)」信号的来源可能是无线电脈(mai)沖(chong)星或磁星，两者都(dou)是中子星的类型。

麻省理工学院卡(ka)夫(fu)利(li)天体物理学和空间研究所博士后Daniele Michilli表示，宇宙中能嚴(yan)格(ge)按照周(zhou)期发射信号的星体并不多。

「在我们自己(ji)的银河系中，我们了解的案例(li)是无线电脉冲星和磁星。我们认为这个新信号可能是小(xiao)行(xing)星上的磁体或脉冲星。」

研究人员收到来自90亿光年外的无线电信号，像是瞥(pie)见了早期宇宙中的一次閃(shan)爍(shuo)。

而捕捉这一闪烁，或許(xu)需要全人类的智慧(hui)。

參(can)考(kao)資(zi)料：

https://www.cbsnews.com/news/radio-signal-9-billion-light-years-away-captured-telescope-india-giant-metrewave-radio-telescope/

https://www.foxnews.com/science/radio-signal-9-billion-light-years-away-what-it-means-where-it-came-from

https://www.fastcompany.com/90838348/space-hydrogen-radio-signal-light-years-away

https://www.mcgill.ca/newsroom/channels/news/astronomers-capture-radio-signal-distant-galaxy-344925返(fan)回搜狐(hu)，查(zha)看更多

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