宇宙的「嬰兒照」曝光！智利望遠鏡捕捉138億年前的光

智利的阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）近日發布了迄今為止最清晰的宇宙「嬰兒照」，這些影像捕捉到了宇宙誕生僅38萬年時的光，相當於我們現在已步入中年的宇宙的「童年照片」。這項突破性發現不僅證實了現有宇宙演化理論的準確性，更讓我們得以一窺宇宙最初的模樣。

這些影像記錄了宇宙大爆炸後，從高溫不透明狀態轉變為透明狀態時所釋放的宇宙微波背景輻射。這道微弱的餘暉，正是我們能觀測到的最早的宇宙「快照」。然而，ACT的高解析度影像不僅捕捉到了宇宙從黑暗到光明的轉變，更揭示了原始氫氣和氦氣雲的形成與運動，這些氣體在數十億年間逐漸凝聚成今日我們所見的恆星與星系。

「我們可以一路回溯宇宙的歷史——從我們的銀河系，穿越擁有巨大黑洞和龐大星系團的遙遠星系，直到宇宙的嬰兒時期，」普林斯頓大學物理與天文學教授、ACT分析團隊負責人Jo Dunkley表示。「透過觀察那個一切還很簡單的時代，我們可以拼湊出宇宙如何演化成今日這個豐富而複雜的世界的過程。」

這些發現已提交至《宇宙學與天體粒子物理學期刊》，並於3月19日在加州舉行的美國物理學會會議上發表。分析顯示，可觀測宇宙的範圍從地球向外延伸近500億光年。儘管宇宙年齡估計為138億年，但由於持續膨脹，光與物質得以擴散至更廣闊的空間。

研究結果還指出，宇宙的總質量相當於1,900「澤塔太陽」，其中僅100澤塔太陽來自我們能觀測和測量的普通物質，主要由氫和氦組成。其餘1,800澤塔太陽中，500澤塔太陽為尚未直接探測到的暗物質，而高達1,300澤塔太陽則來自導致宇宙加速膨脹的暗能量。

這些高解析度觀測為科學家提供了檢驗現有宇宙演化模型（Lambda冷暗物質模型，簡稱Lambda CDM）的機會。資料顯示，早期宇宙並未出現新粒子或異常物理現象的跡象。「我們的宇宙學標準模型剛剛經歷了最嚴格的測試，結果顯示它非常健康，」普林斯頓大學理論天體物理學家、研究共同作者David Spergel表示。「我們以多種方式測試了新物理學的可能性，但並未發現任何異常。」

ACT的最終觀測結果還包括對宇宙年齡和膨脹速率的精確估計，其膨脹速率為每秒每百萬秒差距67至68公里（1百萬秒差距約等於320萬光年）。這些資料為ACT的任務畫下了完美句點，該望遠鏡已於2022年退役。

「很高興看到ACT以這些成果光榮退役，」卡迪夫大學物理與天文學院研究主任、其中一項新研究的主要作者Erminia Calabrese表示。「這些最新成果進一步鞏固了我們的宇宙學標準模型，並排除了某些宇宙模型的可能性。」

與此同時，ACT的繼任者——西蒙斯天文臺——已於本週開始運作，並捕捉到了首批早期宇宙影像。天文學家期待，未來將獲得更多更詳細的宇宙「嬰兒照」，進一步揭開宇宙的奧秘。