近期研究團隊透過位於智利的阿塔卡瑪宇宙學次毫米波望遠鏡（Atacama Cosmology Telescope，簡稱為ACT），取得迄今最清晰的宇宙微波背景輻射，也就是大霹靂後僅約38萬，距今130億年以上的極早期宇宙樣貌，提供得以窺見「嬰兒時期」宇宙的機會。
此影像展現了大霹靂後極早期宇宙中光子的強度與偏振光結構，清晰描繪出氫氣、氦氣分子雲的初步凝聚過程，這些分子雲最後塌縮形成第一批恆星與星系。團隊指出此高解析度的宇宙微波背景輻射資料，驗證了標準宇宙學模型的正確性，並排除了多種與此模型相互競爭的理論。根據團隊的計畫主持人表示：這些新影像使我們能以極高的精確度重建極早期宇宙的結構與形成機制，受到這些機製作用影響，宇宙最終演化為現今所見的樣貌。
圖說：透過分析高解析度的宇宙微波背景輻射分佈，更加強佐證了標準宇宙學模型，且排除了許多具競爭性的宇宙演化方案。影像來源：ACT Collaboration; ESA/Planck Collaboration
本次觀測的宇宙範圍近50億光年，團隊精確測定總質量約為2萬億兆顆太陽的質量。可見物質（重子）僅佔約1,053億兆顆太陽的質量，且其中75%為氫、25%為氦。人類所依賴的碳、氧、氮、鐵與微量金等元素，則是於大質量恆星演化末期時合成，只佔宇宙中極微小的一部分。在剩餘的質量中，5,263億兆顆太陽的質量屬於性質未知的暗物質，而主導宇宙能量密度的則為真空能量，或稱為暗能量，換算後高達1萬2,632億兆顆太陽的質量。團隊亦運用此資料對近年常有爭議的哈伯常數（Hubble Constant）進行推算。先前由宇宙微波背景輻射觀測所推估的數值為67～68 km/s/Mpc，而由近距離星系觀測推估的數值為73～74 km/s/Mpc。本次阿塔卡瑪宇宙學次毫米波望遠鏡的新觀測資料支援前者，並進一步提升了數值的精確度，團隊也檢驗了其他多個宇宙膨脹速率較高的模型，但均未能與本次觀測資料相符。此外，團隊以約0.1%的極小誤差，重新估算宇宙年齡為138億年，而天文儀器小組設計的濾光器也提升了關鍵性的觀測靈敏度。
隨著本次研究結束，團隊計畫採用相同地點的下一代望遠鏡──西蒙斯天文臺（Simons Observatory）進行進一步研究。而本次宇宙微波背景輻射最新觀測成果，則為標準宇宙學模型再新增強力證據，也逐步收斂了我們對宇宙可能形態的認識。（編輯／蔡承穎）
資料來源：Phys.org
※ 本文由萌芽機器人自動轉貼自臺北市立天文科學教育館網站，原始上版日期為 2025/03/24 19:05:00，並有透過程式自動轉換字串，內容僅供參考，若有任何錯誤之處還請見諒！
關於臺北市立天文科學教育館：又被稱為台北市立天文館或台北天文館，座落於臺灣臺北市士林區的臺北科學藝術園區內，隸屬於臺北市政府教育局，創立於 1996 年 11 月 7 日，於 1997 年 7 月 20 日正式全面開放。其起源可追溯至臺灣的第一座天文教育機構，即「臺北市立天文台」。