早期宇宙產(chǎn)生的光子在旅行過程中，經(jīng)過大質(zhì)量宇宙結(jié)構(gòu)時(shí)，由于引力透鏡效應(yīng)而被探測到。
據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)10月23日（北京時(shí)間）報(bào)道，一個(gè)國際天文小組利用美國國家科學(xué)基金會（NSF）的南極地面望遠(yuǎn)鏡和歐洲空間局（ESA）的赫謝爾太空望遠(yuǎn)鏡，最近首次探測到了來自宇宙大爆炸的光在旅途中發(fā)生的扭曲現(xiàn)象，也稱B-模式。研究人員稱，這一發(fā)現(xiàn)有助于繪制更好的宇宙空間物質(zhì)分布圖，并為揭示宇宙“第一時(shí)刻”鋪平了道路。相關(guān)論文已在線發(fā)表于《物理評論快報(bào)》上。
目前我們看到的最古老的光來自大爆炸時(shí)殘留的輻射，稱為宇宙微波背景（CMB），在宇宙僅38萬歲時(shí)被印在了天空中，至今宇宙已有138億歲。CMB中一小部分已被偏振，使得光波在同一個(gè)平面振動，就像陽光被湖面或大氣中的粒子反射。CMB的光要到達(dá)地球，這一旅途不僅漫長，還會受到大質(zhì)量星系團(tuán)和暗物質(zhì)的“拉扯”而變得彎曲。這種扭曲的偏振光模式就稱為B-模式。
長期以來，科學(xué)家預(yù)測B-模式有兩種：一種是在光穿越宇宙時(shí)，由于星系和暗物質(zhì)的“引力透鏡”效應(yīng)而產(chǎn)生了扭曲——最新探測到的正是這種光路模式；另一種稱為原始光模式，理論上是在大爆炸產(chǎn)生宇宙后的不到一秒內(nèi)產(chǎn)生的。
為尋找這種模式，研究人員搜索了大量由“引力透鏡”產(chǎn)生的偏振光，并整理了來自普朗克任務(wù)的數(shù)據(jù)。普朗克任務(wù)最近為CMB繪制了迄今最好的全天圖，揭示了有關(guān)宇宙年齡、內(nèi)含和起源方面的最新細(xì)節(jié)。他們通過南極望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了信號，由于信號極微弱，還利用了赫謝爾的紅外物質(zhì)圖。
負(fù)責(zé)赫謝爾探測的加州理工學(xué)院的喬奎因·維埃拉說，南極地面望遠(yuǎn)鏡探測到了來自大爆炸的光，赫謝爾太空望遠(yuǎn)鏡對星系敏感，能追蹤暗物質(zhì)產(chǎn)生的引力透鏡效應(yīng)，二者結(jié)合使最新發(fā)現(xiàn)成為可能。
研究人員還指出，這是迄今為止首次探測到B-模式。為更好地繪制物質(zhì)（包括普通物質(zhì)和暗物質(zhì)）在宇宙中的分布，邁出了重要一步。下一步，他們希望能探測到原始B-模式。原始B-模式極難探測，有可能攜帶著宇宙初生時(shí)的線索。論文第一作者、加拿大麥吉爾大學(xué)鄧肯·漢森說：“要檢測原始B-模式，最新發(fā)現(xiàn)也是個(gè)極佳的檢查點(diǎn)。”記者常麗君
總編輯圈點(diǎn)
探測到B-模式為宇宙大爆炸理論提供了一個(gè)新的直接證據(jù)，之前針對宇宙微波背景的觀測已數(shù)次獲得諾貝爾獎(jiǎng)，可見其意義絕不限于繪制物質(zhì)宇宙分布圖。宇宙微波背景輻射是宇宙中最古老的光，它攜帶著宇宙嬰兒時(shí)期的信息，穿越140億光年的茫茫星河到達(dá)地球，是宇宙學(xué)最主要的觀測證據(jù)。通過這一系列觀測，一些終極問題有望得到更好回答：宇宙從哪里來？大爆炸后第一瞬間發(fā)生了什么？宇宙如何演變成復(fù)雜的星系結(jié)構(gòu)？宇宙膨脹速度到底有多快？