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揭示宇宙結(jié)構(gòu) 中外科學(xué)家將合作建造大型望遠(yuǎn)鏡
2021年07月07日 15:27:53
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：9373
近日,，國際合作射電宇宙學(xué)項(xiàng)目BINGO宣布全球啟動(dòng),。中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)將和巴西、英國,、法國,、瑞士等多國科學(xué)家共同建造一臺(tái)特殊的觀測(cè)中性氫氣體的射電望遠(yuǎn)鏡，來揭示宇宙結(jié)構(gòu)和暗能量的奧秘,。
【化工儀器網(wǎng) 時(shí)事熱點(diǎn)】 近日,，國際合作射電宇宙學(xué)項(xiàng)目BINGO宣布全球啟動(dòng)。中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)將和巴西,、英國,、法國、瑞士等多國科學(xué)家共同建造一臺(tái)特殊的觀測(cè)中性氫氣體的射電望遠(yuǎn)鏡,，揭示宇宙結(jié)構(gòu)和暗能量的奧秘,。該項(xiàng)目得到巴西、英國,、法國,、瑞士及中國國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目支持。
這架專門用于觀測(cè)宇宙中性氫氣體的大型單口徑射電望遠(yuǎn)鏡將建于杳無人煙的亞馬遜森林邊,，可最大限度避免人工無線電發(fā)射源的干擾,。此外，BINGO 項(xiàng)目還采用了已在美國WMAP和歐洲Planck空間項(xiàng)目成果應(yīng)用的強(qiáng)度映射(Intensity Mapping)和信號(hào)干涉等先進(jìn)成熟的技術(shù),，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了特殊的信號(hào)收集系統(tǒng),，可以進(jìn)一步減少干擾源的影響，從而提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,。該望遠(yuǎn)鏡預(yù)計(jì)于今年年底建成，明年開始收集數(shù)據(jù),。
在BINGO項(xiàng)目中,，中國團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了BINGO理論模板,、強(qiáng)前景干擾扣除算法以及望遠(yuǎn)鏡基建等核心任務(wù)。上海交通大學(xué),、揚(yáng)州大學(xué),、中國電科網(wǎng)絡(luò)通信研究院等科研機(jī)構(gòu)組成了該團(tuán)隊(duì)的核心。他們的工作將側(cè)重于通過測(cè)量和分析功率譜信號(hào)中的重子聲波振蕩信息,，優(yōu)化宇宙學(xué)距離的計(jì)算方法并精確確定宇宙膨脹率,，揭示暗能量和暗物質(zhì)屬性、檢驗(yàn)修改引力并測(cè)量中微子質(zhì)量,。
BINGO項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)行不僅對(duì)空間科學(xué),、物理學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的科學(xué)研究,、隊(duì)伍建設(shè)和人才培養(yǎng)具有非常重要的意義,，也將有力促進(jìn)信息、電子,、機(jī)械等相關(guān)學(xué)科的一步融合交叉,，提升這些學(xué)科的創(chuàng)新能力，優(yōu)化交叉型新工科人才的培養(yǎng),?？茖W(xué)家組成員、長江學(xué)者,、上海交通大學(xué)航空航天學(xué)院特聘教授王斌認(rèn)為,，BINGO項(xiàng)目能夠從根本層面上回答宇宙學(xué)的一些最基本關(guān)鍵問題，而隨著這些問題的解答,，人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)也將進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代,。另外，從時(shí)間軸上看,，BINGO項(xiàng)目的啟動(dòng)也恰逢其時(shí),，可為未來我國的FASTA(中國FAST陣列)和國際SKA項(xiàng)目積累寶貴技術(shù)經(jīng)驗(yàn)并培養(yǎng)關(guān)鍵人才。
BINGO的含義是通過觀測(cè)宇宙中的中性氫氣體來捕捉重子聲學(xué)振蕩信號(hào),。宇宙中存在大量中性氫氣體,，這些氣體中的氫原子基態(tài)能級(jí)超精細(xì)結(jié)構(gòu)之間的躍遷，會(huì)產(chǎn)生電磁波波長為21厘米的線輻射,，即中性氫21厘米線,。
早在2018年， 《自然》雜志刊文宣布天文學(xué)家成功捕捉到了宇宙再電離時(shí)期的21厘米中性氫原子信號(hào),，探測(cè)到了宇宙的“第一縷曙光”——大爆炸后1.8億年,，宇宙的第一批恒星誕生了。這意味著天文學(xué)對(duì)宇宙“黑暗時(shí)代”的研究,，翻開了一個(gè)新的篇章,。
未來,，伴隨著技術(shù)進(jìn)步，對(duì)宇宙中性氫21厘米線進(jìn)行精確觀測(cè)已成為可能,，“21厘米宇宙學(xué)”正在國際天文學(xué)界興起,。目前，國際上已經(jīng)建成和正在設(shè)計(jì)建造的一系列大型射電望遠(yuǎn)鏡設(shè)備都瞄準(zhǔn)了這一方向,，一個(gè)研究宇宙大尺度結(jié)構(gòu),、暗物質(zhì)和暗能量的嶄新時(shí)代即將全面開啟。
事實(shí)上,，國際上已建成一批相關(guān)的宇宙學(xué)射電觀測(cè)裝置,，比較著名的有LOFAR(歐洲)、WMA(澳大利亞)和MeerKAT(南非)等射電干涉陣列,。我國也先后以國家天文臺(tái)的力量建成了21CMA和天籟等射電觀測(cè)陣列,，從而躋身21厘米宇宙學(xué)的國際競爭之列。
項(xiàng)目科學(xué)家,、巴西科學(xué)院院士,、巴西圣保羅大學(xué)Abdalla教授指出，通過BINGO項(xiàng)目,，人類將能在更好的尺度和精度上獲得重子聲學(xué)振蕩等現(xiàn)象的物理信息,，將對(duì)宇宙膨脹歷史以及暗能量本質(zhì)的認(rèn)識(shí)提升到一個(gè)全新的階段。
（資料來源：科學(xué)網(wǎng)）
（資料來源：科學(xué)網(wǎng)）
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