经过离散水平的丈量，借由疾速射电暴，肯定宇宙构造

清风淡月

超亮“疾速射电暴”的微小新目录可能暴-露了宇宙的构造
加拿大氢强度测绘试验（Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, CHIME）射电望远镜在投入使用的第一年中（2018年至2019年）便发现了535个新的疾速射电暴。

（图解：CHIME望远镜，其上有一人。图源: Andre Renard/CHIME Collaboration）
假如肉眼能够看见无线电波，咱们就会看到夜空中因疾速射电暴（Fast Radio Bursts， FRBs）而按期亮起的闪光。然而咱们必需反映足够快能力看到：疾速射电暴所呈现的脉冲继续不到一眨眼的功夫，很快就隐没得无影无踪。

美国国度航空航天局（NASA）的数据显示疾速射电暴十分高能，在短短的千分之一秒内释放出的能量至关于太阳在一整年内所发生的。更首要的在于这类景象对迷信界来讲是一个相对于较新的发现，在2007年才第一次探测到。疾速射电暴是难以捉摸的，关于迷信家而言，能视察到仅仅一次疾速射电暴也得耗损巨多运气。不外加拿大的一架拥有创始性的望远镜正胜利以比之前快很多的速度探测疾速射电暴，简直仅凭一己之力便将人类历史上观测到的疾速射电暴数量翻了两番。

在美国天文学会（American Astronomical Society, ASS）第238次会议上展现的新的疾速射电暴目录，使迷信家可以提出无关宇宙构造的全局问题。

（图解：艺术家对磁星在河汉系中发射X射线和无线电波的描画。图源: 欧洲空间局（ESA））
在过来，这些长久而弱小的脉冲就像一幅微小拼图中的碎片们。但是现如今，加拿大氢强度测绘试验（Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, CHIME）射电望远镜曾经采集了足够多的碎片，钻研人员能够从中看出哪些部份是类似的、哪些又是不同的，以及这些碎片是如何组合在一同的，从而更接近宇宙的全貌。疾速射电暴之所以有可能回答微观宇宙问题，是由于FRB有着一种叫做色散的次要特点。

“疾速射电暴真正特殊的地方在于色散特性，猝发信号在太空中传布时会被洋溢在宇宙中的等离子体歪曲。”麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）卡夫里天体物理学和空间钻研所的物理学家増井清在美国天文学会会议中这样说。

“咱们能够准确地丈量这类歪曲的水平，这样一来关于每一个个疾速射电暴，咱们都能切当地知道它们经过了多少物资。这外面携带着射电暴从源头到咱们这里所阅历的宇宙构造的记载，正因如斯咱们以为这将成为钻研宇宙的‘终极武器’。有了足够多的数据后，咱们就能将其用来测绘宇宙中一切物资位于何处、宇宙的构造是甚么以及在普遍规模内是如何散布的。”

（图解：疾速射电暴的大抵地位。大的黑白圆点来自疾速射电暴目录，圆点边沿的色彩表现探测到射电暴的天文台，圆点的色彩表现测得的离散水平。疾速射电暴的离散水平介于176.4 pc cm-3到2596 pc cm-3之间。小白点表现来自澳大利亚望远镜国度设脉冲星目录的脉冲星散布，配景中的黑白地图显示了YMW16模型所摹拟的河汉系离散水平，离散地图和FRBs都有相反的DM色标，显示在色条上。图源: MeerTrap）

在CHIME投入运转的第一年（2018-2019年），该望远镜记载了535个新的疾速射电暴。増井清和其余团队成员丈量了这些疾速射电暴中每一个个射电暴的色散状况和散布地位。按照麻省理工学院一份具体引见这项新任务的声明，他们发现这些疾速射电暴平均地散布在太空中，“似乎来自天空的角角落落”。

天文学家目前以为，像中子星这样的物体——特别是一种被称为磁星的类型——是疾速射电暴的来源。源头被肯定为比其余源头更凑近地球的疾速射电暴的色散对迷信家来讲特别乏味，由于在仪器进行本人的观测时，才能无限的额定地球仪器可能可以提供对于这些源头的新数据角度。

（图解：中子星（neutron star），是微小的恒星演变到末期产生超新星爆炸之后发生的，恒星的中心塌陷，质子和电子根本上互相消融，造成中子。图源: NASA/Dana Berry）
但是，増井清和他的共事们发现，大少数疾速射电暴的来源坐落于边远的星系中。这些超亮的射电暴经由星际气体和等离子体向地球行进。
“疾速射电暴样本量足够大，就可以开启有数的可能性。举例来讲，咱们当初正处于使用疾速射电暴作为宇宙学探测器的时期。”加拿大麦吉尔大学物理学博士生亚历克斯·约瑟菲在麦吉尔大学对于这项新任务的声明中说，“咱们能够开始将留意力转向大范围构造——不计其数的星系团。咱们能够帮忙绘制宇宙暗物资的散布图，并钻研咱们全部宇宙历史中物资的演化。”

想象一下，一个迟缓缩小的视角，从地球开始，而后前进以显示全部太阳系、而后是河汉系、咱们的当地星系团、室女座超星系团，等等等等，直到你抵达微观宇宙。像CHIME这样的新工具可能会反对下一个严重的宇宙学冲破，每有一次超亮闪光便能拼凑一块将宇宙拼图。
BY: Doris Elin Urrutia
FY: halogen
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