计算揭示了巨大的数字但具有惊人的暗淡效果

2019-08-14 11:11:46

鉴于所有事物都是从一个奇点开始的,宇宙产生的光子数量是有限的并不奇怪 - 但不知何故。然而,更令人惊讶的是,天体物理学家团队成功地计算了它们。

在发表在“ 科学 ”杂志上的一篇论文中,由美国南卡罗来纳州克莱姆森科学学院的Marco Ajello领导的研究人员报告说,自大爆炸以来137亿年间生产的光子总数为4x10 84。

换句话说,那就是4,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000光子。

为了得出这个数字,Ajello和他的同事使用了美国宇航局的费米伽玛射线太空望远镜的数据。

望远镜测量伽马射线及其与宇宙雾星间尘埃的相互作用以及恒星发出的所有紫外线,可见光和红外线。研究人员特别感兴趣的是来自739个星系的伽马射线信号,这些星系包含超大质量黑洞,称为blazars。

通过测量由blazars产生的超高速喷射器中包含的伽马射线光子的水平​​,不仅可以估计任何给定地点周围宇宙雾的密度,而且可以在任何给定时间内计算它。宇宙

“穿过星光雾的伽玛射线光子很有可能被吸收,”Ajello解释说。

“通过测量吸收了多少光子,我们能够测量雾的厚度,并根据时间测量整个波长范围内的光线量。”

这个范围,不包括伽马射线,被称为河外背景光(EBL),直到最近它的密度只能粗略估计。感谢Fermi的大面积望远镜,现在计算更精确。

“通过使用距离我们不同距离的火星,我们测量了不同时期的星光,”共同作者Vaidehi Paliya说。

“我们测量了每个时代的总星光 - 十亿年前,二十亿年前,六十亿年前,等等 - 一直回到恒星首次形成时。这使我们能够以比以前更有效的方式重建EBL并确定宇宙的恒星形成历史。“

结果不仅提供了迄今为止最准确的EBL估计,而且还以前所未有的细节揭示了它的宇宙历史。共同作者Dieter Hartmann称其为该领域的重大突破。

“恒星的形成是一次伟大的宇宙循环和能源,物质和金属的循环利用,”他说。“这是宇宙的动力。没有恒星的演化,我们就没有生命存在所必需的基本要素。“

研究表明的另一个问题是,尽管自从它开始以来产生了令人难以置信的大量光子,但相对而言,它是一个昏暗的地方。

Ajello及其同事计算,一旦太阳和银河系的其余部分被打折扣,从宇宙其余部分到达地球的光量相当于从大约4公里外的地方看到的60瓦灯泡所产生的光量。 。

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