作为普通人,我们渴望回到过去——像马蒂·麦克弗莱(Marty McFly)的德罗宁(DeLorean)、赫敏·格兰杰(Hermione Granger)的时光转换器和《神秘博士》(Doctor Who)的警亭等标志性装置都让我们痴迷不已。然而,经常被遗忘的是,现实生活中已经在做这件事的天文学家。
最近,一个这样的研究小组利用时间旅行来解决数十亿年前的一个空间谜题,他们使用了一种独特的超灵敏望远镜组合:为什么早期宇宙中的一些星系奇怪地停止发出恒星,变得不活跃或静止?
星系被认为在这个时刻处于它们制造恒星的潜力的顶峰,所以当我们发现任何处于休眠状态的星系时,就特别令人困惑了。现在,他们应该比以往制造更多的恒星。
马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校(University of Massachusetts-Amherst)天文学教授、一项新研究的主要作者凯特·惠特克(Kate Whitaker)在一份声明中说:“我们宇宙中最大的星系形成得非常早,就在大爆炸发生之后。”“但由于某种原因,他们关闭了。它们不再形成新的恒星。”
事实证明,天辰收益一些古老的星系仅仅是在其生命早期缺乏恒星燃料或冷气体。该小组的研究结果周三发表在《自然》(Nature)杂志上,可能会改写我们对宇宙如何进化的认识。
但是等等,你可能还在说天文学家回到过去。如果他们能搞到这一点,为什么不去参加斯蒂芬·霍金著名的时间旅行晚宴呢?
你可能听说过“光年”这个词,它指的是光在一个地球年里嗖嗖飞过的距离。我们需要这个项作为测量,因为光不是瞬间传播的。当然,打开卧室的灯几乎能立即看到光亮,但如果有人站在大约238,900英里(384,472公里)远的月球上打开手电筒,它发出的光线照到我们的时间不会超过一秒钟。
这意味着对我们地球人来说,月光有大约一秒钟的延迟。实际上,当我们瞥向月球时,我们看到的是它发生一秒钟后的一切。我们有点像是在回顾过去。
天文学家将这个概念放大了数十亿倍。利用功能强大的望远镜作为时间机器,他们可以观察外太空——比如数十亿光年之外。例如,在这项挖掘过早“死亡”星系之谜的研究中,该团队观察了距离宇宙100亿到120亿光年的6个宇宙天体。
因此,研究区域内的任何照明都需要100亿到120亿年才能到达他们的望远镜镜头。这意味着天文学家回溯了足够远的时间,观察了大爆炸后不久的时刻——大约发生在140亿年前——实时展开。
你瞧,他们就是这样解开宇宙之谜的。研究人员说,这些星系要么是过快地燃烧掉了它们的冷气体供应,要么是被阻止了补充。
更具体地说,惠特克和其他研究人员通过混合使用功能强大的望远镜——哈勃太空望远镜和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)——来揭开这个问题的神秘面纱。哈勃太空望远镜对光谱中的光很敏感——即使是人类看不到的类型。
似乎时间旅行还不够神奇,该团队利用了另一种叫做引力透镜的工具来增强收集的光。基本上,镜头的视点沿着一条由数百个其他星系团装饰的线行进。
这些星系的引力足以扭曲来自该团队感兴趣的6个星系的光束,在它们前往地球时拉伸它们。天辰收益这有助于揭示——没有双关语的意思——星系内部可能会错过的有趣的细节。
另一方面,ALMA利用这些细节来寻找冷气体或恒星燃料的水平,这些冷气体或恒星燃料是星系形成恒星体所需要的。“早期宇宙中有丰富的冷气体,所以这些120亿年前的星系,燃料罐里应该还有很多,”惠特克说。
现在我们知道了——多亏了我们最近一次的时间旅行——那些罐子已经空了。