研究：「宇宙黎明之光」並非來自深空

新研究發現2018年發現的「宇宙黎明之光」並非來自宇宙誕生初期的光線，甚至都不是來自太空的光波信號，應該是儀器的誤差造成的。

前幾年，「再電離時期信號探測實驗」（Experiment to Detect the Global Epoch of Reionization Signature，簡寫為EDGES）探測到一個位於55–85 MHz波段的射電信號。科學家認為它是宇宙大爆炸之後誕生的第一批恆星發出的光線。但是它的時間點太早了，遠早於現有的主流宇宙大爆炸理論認為宇宙內最早的光線可以自由傳播的時間點。

所以這個信號引起了很多科學家的重視，2018年3月1日發表在《自然》（Nature）期刊上的兩份研究都探討了這個信號。

科學家把大爆炸誕生後的5000萬年~10億年的時期，稱為「宇宙黎明」（cosmic dawn），來形容第一縷星光出現之前宇宙黑暗的狀態。那個時期的宇宙和現在的狀態差異很大，在第一批恆星誕生之前，宇宙內充滿了濃厚的高溫電離態氣體，光線無法在其中自由傳播，碰到電子就被散射開。

等到宇宙冷卻了一些，質子和電子開始結合成為氫原子。這時光線才能夠順利地在太空中傳播。理論還認為，大爆炸後大約1.5億年的時候，第一批恆星和星系開始出現後，恆星所發出的紫外線逐漸再次電離宇宙空間中大量存在的氫原子，這時，整個電磁頻譜的輻射信號開始在宇宙中自由傳播。

也就是說，主流理論認為在大爆炸10億年之後，宇宙才完全被「再電離化」，早於這個時間點的信號，現在地球上的儀器無法探測到。所以，科學家很難了解宇宙「再電離」的過程，如果能收到來自宇宙黎明時期（也就是大爆炸後10億年之內）的電磁信號，將對研究具有重要意義。

EDGES實驗就是在低頻信號波段探察宇宙早期的信號，2018年所探測到的那個信號引起了科學家的關注，把它稱為「宇宙黎明之光」。

但是近日發表於《自然·天文學》（Nature Astronomy）期刊的新研究發現此信號並不是像科學家以為的那樣。

新研究稱那個信號的振幅是預期的兩倍，意味著這縷光線所穿過的氫氣雲的溫度，比理論預計的低得多。這就需要再提出一些假設才能對此做出解釋。

更重要的是，新研究使用背景無線電頻譜的成形天線測量3（Shaped Antenna Measurement of the Background Radio Spectrum 3，簡寫SARAS 3）蒐集的數據，完全沒有得到支持EDGES信號的證據。而他們認為，如果EDGES得到的那個信號的確是來自宇宙黎明時期，那個信號一定會出現在SARAS 3的數據中。

這份研究總結認為，EDGES實驗得到的那個信號，應該是EDGES天線出錯造成的。研究者表示，既然2018年的那個信號並非來自早期黑暗中的宇宙，甚至都不是來自深空，那麼，研究人員就不需要提出新的天體物理學理論對它進行解釋。