科学家利用水汽云测到最早期宇宙温度

有的时候科学家想到的探究宇宙的方法令人惊叹。2月2日发表于《自然》（Nature）期刊的研究就是这样的一项成果。科学家用一种新方法测到了宇宙早期的温度，是至今为止科学家所探测到的最早期宇宙时间点的温度。

这份研究通过来自距离地球130亿光年一个星系的星光，及其前面不远处一团水汽云投下的阴影，测量出了宇宙诞生后仅8.8亿年时间点的温度——因为科学家认为宇宙大约在138.8亿年前诞生。

宇宙微波背景（CMB）是关于宇宙诞生初期辐射的数据，也是天文学研究的重要基础。过去几十年来，很多科学家投入这个领域利用这套数据洞察宇宙诞生早期的各种特征，宇宙初期的温度就是其中一个重要的内容。因为科学家认为宇宙从大爆炸诞生后，不断在膨胀，也不断在降温。

现在最主流的认知模型提出是暗能量在推动宇宙的膨胀。当然很多学者也提出质疑，宇宙中有很多现象用这套理论解释不通。不管怎样，对宇宙初期温度的测量是进一步验证、或反驳这些理论的重要依据。这份研究第一次想到了这个办法测量宇宙早期辐射的温度。

使用位于法国阿尔卑斯山的北方扩展毫米阵列（NOEMA）望远镜，科学家接收到了来自距离地球130亿光年的星系HFLS3的星光。这意味着，这些光子是在距今130亿年前从那里发出的，也就是说我们现在看到的是那个星系距今130亿年前的景象。

不仅如此，科学家还观测到在这个星系前面不远处、介于这个星系和地球之间的一团大型水汽云。由于它的温度比周围宇宙射线的温度低，所以它的阻挡使得地球望远镜收到的星光中出现阴影。这在物理学上叫做“吸收谱线”（absorption line），即某一波段的光被冷气体吸收时在光谱中形成的暗谱线。

研究人员认为，这些阴影的黑暗度反映的是这团水汽云与周围环境射线的温度差。他们通过观测这个星系其它的特征得到了这团水汽云的温度，结合温度差的信息，他们测出了当时环境宇宙射线的温度。

这份研究的测量认为，当时的宇宙微波背景温度介于零下256.8～零下243摄氏度。这差不多相当于16.4～30.2开尔文，与标准宇宙模型理论估计的20开尔文基本相符。

有了这项积极的进展，研究组想找到其它时期的星系，用同样的方法测量不同时期宇宙的温度。这对研究宇宙的膨胀、暗能量理论具有重要意义。◇#