03.05 最大的射電望遠鏡真能探索138億光年外嗎?

種花家的兔子


我國不久前投入使用的“天眼”(FAST)是目前世界上單口徑最大的射電望遠鏡,其強大之處在於能夠讓我們窺探到138億年前的宇宙景象,那時宇宙才剛誕生不久。之所以這裡不說138億光年之外,是因為宇宙空間始終在膨脹,從誕生時的奇點一直膨脹到現在,138億光年只能表示光傳播的距離,而它的來源並非真的與我們相距這麼遠。

射電望遠鏡的作用是接收來自宇宙中的各種無線電波。就像可見光一樣,無線電波其實就是一種電磁波,傳播速度也是光速。但無線電波的波長比可見光更長,我們人眼無法感知到這種電磁波。宇宙中的天體除了會發射可見光之外,還會發射無線電波,這就需要通過射電望遠鏡進行觀測。那麼,為什麼說我國的天眼可以窺探到138億年前的宇宙最早期呢?

這就要追溯到宇宙誕生之初,那時的宇宙溫度和密度都非常高,宇宙中沒有自由的光子。在空間擴張了將近40萬年後,宇宙開始變得透明起來,自由光子首次出現在宇宙中。從那時起一直到138億年後的現在,宇宙空間膨脹就沒有停止過。這導致宇宙最早的自由光子頻率大幅降低,波長大幅拉長,目前處在微波範圍內,這就是宇宙微波背景輻射,它們可以被天眼探測到。

除了探測宇宙微波背景輻射之外,天眼還可以用於探測宇宙中最早的一批恆星,那時宇宙才形成不到兩億年,這應該是我們在宇宙中所能探測到的最古老天體。此外,遙遠的類星體以及銀河系中的脈衝星也可以用強大的天眼探測到。


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