奋斗正青春上海天文台科研团队探测宇宙第一缕曙光
央视新闻:《奋斗·正青春》系列报道,今天我们来认识一支来自中科院上海天文台的年轻团队。 这支由80、90后组成的科研团队,基于国内外低频射电望远镜,对宇宙黎明期和再电离期进行探测研究。 探测宇宙第一缕光,寻找宇宙整个演化史的最后一个“谜题”,这一领域的科学研究有望给天文学带来重要发现,推动天文学乃至物理学的巨大进步。
这些在这个暗室里测试天线信号的年轻人,就是中国科学院上海天文台的宇宙黎明与再电离探测团队。 这支20多位科研人员的团队全部是20世纪80年代、90年代出生的人。 他们大多具有国内外天体物理等相关专业的学习和实践经验。 他们聚集在一起只有一个目标:探索宇宙的未知领域。 。
中科院上海天文台研究员郑前:我们计划在甘肃建一个小型天线阵,测量再电离期间整个天空总功率的信号,所以我们会在这个暗室,我们还想测量整个放大和滤波系统是否满足我们的测试要求。
中国科学院上海天文台研究员沙焕源:我们课题组目前主要研究的方向叫宇宙再电离。 它实际上是整个宇宙进化史的最后一块“拼图”。 现在我们所有的观测,从大爆炸开始的微波背景辐射,到后来的一些过程,包括现在的大尺度结构,都清楚了,只是中间有一个“暗期”,完全不是这样的。清楚,并且没有任何观察结果。 我们现在正试图了解这段历史。 如果我们能够得到这块“拼图”,我们其实就对整个宇宙的演化历史有了非常清晰的认识。 这是一件非常重要的事情。
陕焕源告诉记者,他们对宇宙黎明期和再电离期的探测,是通过探测早期宇宙中存在的中性氢的21厘米信号来研究宇宙中第一批发光物体的产生和形成。低频无线电频段。 中性氢信号比干扰信号低四到五个数量级,检测存在巨大的困难和挑战。 他们的团队目前正在基于我国自主建设的新疆天山地区21CMA射电望远镜阵列和澳大利亚默奇森射电望远镜阵列进行数据处理和相关研究。
中国科学院上海天文台研究员沙焕源:因为当时宇宙中没有其他物质,所以只有中性氢。 中性氢的原子会自发跃迁产生波长为21厘米的信号传输到今天,这个信号恰好处于低频无线电频段50到200兆赫,在这个频段范围内,其实只是与地球上人类的FM广播频段重合。 在这种情况下,实际上人类活动对信号检测产生了非常强的干扰。
如何从强大的干扰中提取出宇宙第一束光的信号,是全世界研究人员面临的问题。 为了解决这一问题,满足低频观测实验对安静电磁环境的要求,上海天文台宇宙黎明与再电离探测队在我国西部人迹罕至的地区开展了选址工作。 两年来,他们爬过雪山,走过沙漠,经历了多次被冰封、困沙漠,伴随着严寒和风沙,终于测量了大量的第一手资料。电磁环境监测数据,为下一步科学研究奠定基础。
中科院上海天文台研究员郑前:晚上可能零下几十度,如果设备坏了,我就得出去维修。 当时大家齐心协力完成了这项工作,希望能够尽快观察到测试数据。
通过几年的努力,团队在宇宙观测领域取得了一系列成果。 他们基于我国低频射电望远镜阵列21CMA,发布了北天极地区低频射电光源目录。 同时,为了让我国在该领域与国际前沿科技接轨,团队积极参与平方公里阵列射电望远镜SKA国际合作项目,为我国在该领域积累了大量经验。该领域的发展。 探测宇宙的第一缕曙光,揭开寻找宇宙整个演化史的最后一块拼图,一系列难题摆在了这些80、90后的研究人员面前。 这些在外人眼中无聊的科学问题,在他们眼里。 充满乐趣,大家的目标也很明确。
中国科学院上海天文台研究员郭泉:加入这个团队,参与这个实验,让我看到了一个全新的世界。 即使实验失败了,我总能发现不一样的东西。 这样反复尝试的过程让我感觉这份工作很新鲜。
中科院上海天文台副研究员张家军:因为确实没有人做过这件事,而且我们之前也没有别人开辟过的路,所以我们需要把中国相关的我们自己的研究处于世界前沿。 前往星星和大海的旅程。
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