全球觀察：「奮斗者·正青春」上海天文臺科研團隊：探測宇宙第一縷曙光

央視網消息：《奮斗者·正青春》系列報道，今天我們來認識一個來自中國科學院上海天文臺的年輕團隊。這個由“80后”“90后”組成的科研團隊基于國內外的低頻射電望遠鏡，進行宇宙黎明和再電離時期的探測研究。探測宇宙第一縷曙光，尋找宇宙整個演化歷史的最后一塊“拼圖”，這一領域的科研有望給天文學帶來重要發現，并推動天文學乃至物理學取得巨大進步。

(資料圖)

正在這個暗室中進行天線信號測試的這些年輕人就是中國科學院上海天文臺的宇宙黎明和再電離探測團隊。這支團隊的20多名科研人員，全部為80后和90后，他們中大多數具備國內外天體物理等相關專業的學習實踐經驗，大家聚在一起只有一個目標，探尋宇宙中的人類未知領域。

中國科學院上海天文臺研究員 鄭倩：我們計劃在甘肅地區建一個小型的天線陣，來測全天總功率的再電離時期的信號，所以我們就在這個暗室進行測試，再有我們也想測一下整個放大濾波系統是不是符合我們的試驗要求。

中國科學院上海天文臺研究員 陜歡源：現在我們課題組主要做的這個方向是叫做宇宙再電離，它事實上是宇宙整個演化歷史的最后一塊“拼圖”。現在我們所有的觀測，從宇宙大爆炸開始的微波背景輻射，一直到后期的一些過程，包括現在的各種大尺度結構，這些都是清楚的，但是中間有一塊是“黑暗時期”，是完全不清楚，也沒有各種觀測。我們現在就是嘗試了解這一段的歷史過程，如果能拿到這塊“拼圖”的話，實際上我們對整個宇宙的演化歷史就非常清楚了，這是個非常重要的事情。

陜歡源告訴記者，他們對宇宙黎明和再電離時期的探測是通過低頻射電波段探測早期宇宙中存在的中性氫的21厘米信號來研究宇宙第一批發光天體的產生和形成。中性氫信號比干擾信號低四到五個數量級，探測存在著巨大的困難和挑戰。他們團隊目前就是基于我國自主建造的位于新疆天山地區的21CMA射電望遠鏡陣列和澳大利亞的默奇森射電望遠鏡陣列開展數據處理及相關研究。

中國科學院上海天文臺研究員 陜歡源：因為當時宇宙中沒有其他的物質，只有中性氫，中性氫的原子會自發躍遷產生一個波長是21厘米的信號傳遞到今天，剛好是在低頻射電波段50到200兆赫茲，在這個波段范圍之中，事實上剛好跟地球上人類調頻廣播的波段是一致的。這樣的話，事實上人類的活動就對這個信號探測產生了非常強大的干擾。

如何從強大的干擾之中把宇宙第一縷光的信號提取出來，這是各國科研人員同樣面臨的問題。為了解決這個問題，滿足低頻觀測試驗對寧靜電磁環境的要求，上海天文臺宇宙黎明和再電離探測團隊在我國西部人跡罕至的地區開展了選址工作，過去兩年間，他們翻雪山，穿沙漠，經歷了多次陷入冰面和被圍困于大漠之中的險情，與嚴寒和風沙作伴，終于測得大量一手電磁環境監測數據，為下一步科研工作奠定了基礎。

中國科學院上海天文臺研究員 鄭倩：晚上可能就要零下幾十度，可能如果器件壞了，還要出去檢修。當時大家齊心協力地去完成這個工作，希望盡快地把試驗數據觀測出來。

通過幾年的努力，該團隊已經在宇宙觀測領域取得系列成果。他們基于我國的低頻射電望遠鏡陣列21CMA發表了北天極區域的低頻射電源星表。同時，團隊為了使我國在該領域與國際前沿科技接軌，積極參與了平方公里陣列射電望遠鏡SKA國際合作項目，為我國在這個領域的發展積累了大量經驗。探測宇宙的第一縷曙光，揭示尋找宇宙整個演化歷史的最后一塊拼圖，一系列的難題擺在這些80后、90后科研人員的面前，在外人看來這些枯燥乏味的科學問題在他們眼中卻充滿樂趣，大家的奮斗目標也十分明確。

中國科學院上海天文臺研究員 郭銓：加入這個團隊，參與這個試驗就給我一個完全全新世界，哪怕是試驗失敗了，總能發掘出一些不一樣的東西，這么一種重復嘗試的過程，讓我覺得這個工作非常有新鮮感。

中國科學院上海天文臺副研究員 張佳駿：因為確實前面從來就沒有人做過這個事情，我們面前就沒有別人開拓過的道路，就需要靠自己把中國相關的研究放到世界最前沿，作為世界領先的這一環奔赴星辰大海。

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