大爆炸後 38 萬年！迄今最清晰宇宙嬰兒時期圖像，精確宇宙年齡與膨脹速率

經過 5 年一眨不眨凝視天空，科學家利用阿塔卡馬宇宙望遠鏡（ACT）數據繪製出迄今最詳細宇宙微波背景圖像——那些在大爆炸後僅 38 萬年開始穿過宇宙的古老光線，就像回顧中年宇宙剛出生幾小時的幼嬰照。

大爆炸（Big Bang）後約 38 萬年，宇宙環境才冷卻到質子與電子能結合成中性氫原子的溫度，同時釋出光子形成宇宙微波背景（CMB）輻射，但此時宇宙充滿大量中性氫，光仍無法自由傳播，宇宙看起來無比黑暗，因此這段時期又被稱為黑暗時代（Dark Ages）；大爆炸後 2～3 億年，第一代恆星發出的光逐漸打破黑暗，大爆炸後約 6 億年黑暗時代結束，可見光開始主導整個宇宙。

簡單來說，宇宙微波背景是我們（儀器）能觀察的第一個宇宙歷史階段。

最近，天文學家利用已退役的阿塔卡馬宇宙望遠鏡（ACT）數據，發布迄今最清晰、最精確的宇宙嬰兒時期偏振光圖像，時間可追溯至大爆炸後僅 380,000 年，詳細揭開宇宙當時氫氣、氦氣如何移動。

研究人員解釋，就像利用潮汐推斷月球的存在，追蹤光的偏振運動能讓我們知道不同空間區域的重力強度，同時數據顯然更支持形狀平坦的宇宙模型，而不是像球體表面一樣彎曲的宇宙。

▲ 宇宙微波背景輻射新圖像。（Source：普林斯頓大學）

ACT 的新測量結果還完善宇宙年齡估計值及膨脹速率，證實宇宙年齡為 138 億年，不確定性僅 0.1％。

哈伯常數代表宇宙膨脹速率，但過去不同測量方法卻得出差異極明顯的哈伯常數值，第 1 種方法是經典距離尺度法，利用超新星、星系、其他天體的距離與紅移數據計算哈伯常數，得出的哈伯常數值落在 72～74 km/s/Mpc；第 2 種方法是分析宇宙微波背景輻射數據，得出的哈伯常數值落在 67～68 km/s/Mpc。

ACT 最新數據不只精確度提高，還支持之前基於宇宙微波背景輻射測量的結果，得出哈伯常數值為 69.9 km/s/Mpc。

（首圖來源：pixabay）