最早恒星和最冷原子出自太空

  •   第一颗恒星在的出现也许比科学家原先预计的更早,最近的观测已将第一颗恒星出现的时间提早到在大爆炸诞生后的2.5亿年。在的最早期阶段没有产生原子结构更为复杂的氧原子,第一代恒星出现在氧元素形成之前,的氧元素通过恒星内部的核聚变机制产生,当这些恒星死亡之后,氧元素以恒星爆发的方式到周围的太空。一支天文团队使用了ALMA望远镜,在一个早期的星系中发现了电离化的氧原子,星系MACS1149-JD1的出现可以追溯到大爆炸后的5亿年,观测的结果证明了第一代恒星的形成比之前认定的更早。

      伦敦大学学院的天文团队发现了更早恒星出现的依据,为了寻找在大爆炸之后最早恒星出现的,天文团队使用了哈勃太空望远镜对星系MACS1149-JD1的红外线观测资料,使用斯皮策太空望远镜测量了星系的亮度,他们经过模拟和计算得出了结论:在诞生之后的2.5亿年已经形成了第一批恒星。科学家长期以来感到困惑的一个问题是,什么时候产生了的 “第一缕曙光”、或的“黎明”。当第一代星系发出辉映太空的闪耀时,我们的不再在极度漆黑的“夜幕”中,新的发现将会帮助研究人员进一步确定第一代恒星的形成时间。

      伦敦大学学院的天文团队进行了“大物理”的观测,而美国航天航空局的科学家进行了“小物理”的实验,他们在太空中创造了一个最冷的实验地点,开展了一项量子物理学的实验。冷原子实验室被发送到国际空间站。在地球上研究量子行为相当困难,通过移动特别的量子云团、或者“波色·爱因斯坦凝聚体”,使用激光将温度降低到接近绝对零度,科学家能够放大量子力学的效应,但是,波色·爱因斯坦凝聚态往往只能保持几分之一秒的时间,地球引力的影响不可避免地干扰量子态的形成。航天航空局的科学家设想一种新的解决方案,在太空中寻找最冷的实验地点,他们最近将一个冷原子实验室,或者一个实验盒安置在国际空间站,实验的初衷是充分利用太空微重力和太空极低温度的优势,将冷原子凝聚态保持在一种更长时间的理想状态。

      通过使用激光和电来降低原子的运动,直到这些被冷冻的原子处于几乎静止的状态,波色·爱因斯坦凝聚态一旦形成,量子力学的特性将占据主导地位,经典物理学的描述失去了效力,原子的行为更多地表现为波动性,而不是粒子性。在国际空间站微重力的舱体中,那些表现量子波动性的原子大致可以保持5到10秒的时间,尽管是一段很短的时间窗口,但是,这已经便于科学家的研究。经过对实验数据的分析,科学家能够更好地理解量子的行为,研究的能够用于量子计算机的研制。在太空实验室进行的检验还能够帮助我们探测“无孔不入”的暗能量,它们是太空最广泛分布的能量形式。在太空进行的此类量子实验将会产生长远的影响。