宇宙水云的陰影揭示了早期宇宙的秘密 或證實暗能量的特性

一個國際天體物理學家小組發現了一種新的方法來估計大爆炸后僅8.8億年的年輕宇宙的宇宙微波背景溫度。這是第一次在宇宙如此早期的時代測量宇宙微波背景輻射的溫度--這是大爆炸釋放的能量的遺跡。據了解，金屬鋰具有極高的理論比容量（3860 mAh/g，相當于商業化鋰電池石墨負極的十倍）和極低的電化學反應電位，是一種極具前景的新一代儲能電池（鋰硫、鋰空、固態金屬電池等）負極材料。然而，以金屬鋰作為負極存在相互牽制的挑戰，包括充放電過程中的鋰枝晶生長、固態電解質界面膜不穩定性及伴隨的巨大體積變化等，不僅降低電池效率、縮短使用壽命，還帶來不可忽視的安全隱患，長期制約其實際應用。

首席作者、科隆大學天體物理研究所的Dominik Riechers教授說：“除了證明冷卻之外，這一發現還向我們表明，宇宙在其初始階段有一些相當具體的物理特征，這些特征今天已經不存在了。”他繼續說：“相當早的時候，大約在大爆炸后15億年，宇宙微波背景已經太冷了，這種效應是可以觀察到的。因此，我們有一個獨特的觀察窗口，它只向一個非常年輕的宇宙開放。”換句話說，如果今天存在一個與HFLS3屬性相同的星系，那么水云的陰影將無法被觀測到，因為所需的溫度對比將不復存在。

“這個重要的里程碑不僅證實了預期的比以前可能測量的時間更早的冷卻趨勢，而且還可能對難以捉摸的暗能量的性質產生直接影響，”來自波恩馬克斯-普朗克射電天文研究所（MPIfR）的共同作者Axel Weiss博士說。暗能量被認為是過去幾十億年來宇宙加速膨脹的原因，但是它的特性仍然不為人所知，因為它無法用目前可用的設施和儀器直接觀測到。然而，它的特性影響了宇宙膨脹的演變，從而影響了宇宙在宇宙時間內的冷卻速度。

基于這個實驗，暗能量的特性--目前--仍然與愛因斯坦提出的“宇宙學常數”的特性一致。Weiss解釋說：“也就是說，在一個膨脹的宇宙中，暗能量的密度不會改變。”

在宇宙早期的一個星系中發現了一個這樣的冷水云，該團隊現在正著手在天空中尋找更多的冷水云。他們的目標是在宇宙歷史的最初15億年內繪制出大爆炸回聲的冷卻圖。“這項新技術為宇宙的演化提供了重要的新見解，否則在這樣的早期階段是很難約束的，”Riechers說。

“我們的團隊已經在通過研究其他星系的周圍環境來跟進NOEMA，”共同作者和NOEMA項目科學家Roberto Neri博士說。“隨著對更大的水云樣本的研究在精度上的預期改進，我們目前對宇宙膨脹的基本理解是否成立，還有待觀察。”