首次对“宇宙黎明”（宇宙第一批恒星在大爆炸后 1.8 亿年出现）的惊人证据进行复制的重大尝试，使情况变得更加扑朔迷离。
在射电天文学家报告发现宇宙黎明信号四年后，射电天文学家 Ravi Subrahmanyan 及其合作者描述了他们如何在印度卡纳塔克邦 Sharavati 河沿岸的水库上漂浮一个天线，以寻找该信号。“当我们寻找它时，我们没有找到它，”在印度班加罗尔拉曼研究所领导这项工作的 Subrahmanyan 说。他团队的研究结果今天发表在《自然·天文学》杂志上。
英国剑桥大学的理论物理学家 Anastasia Fialkov 说，这些发现是“该领域非常重要的里程碑”。她和其他人一直不相信宇宙黎明信号是真实的。她说，拉曼团队的结果是首次对这一说法进行认真检验，但她认为这些结果还没有能力完全排除它。
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首次探测
最初的结果在宇宙学界引起了轰动，因为它们是第一个声称发现了宇宙黎明信号的。来自可观测宇宙中最古老恒星的光必须传播近 140 亿年才能到达地球，因此它太微弱了，无法用普通望远镜直接观测到。但是，射电天文学家一直在寻找间接效应，使用无线电波频谱。来自第一批恒星的紫外线会导致星际氢（否则在大部分电磁频谱中是透明的）对特定无线电波长略微不透明。
在 2018 年2，天文学家报告说，他们观察到原始无线电频谱出现下降，中心频率约为 78 兆赫兹，该团队认为这是宇宙黎明的证据。研究人员在澳大利亚内陆地区使用了一种咖啡桌形状的仪器，称为“探测全球再电离时期特征实验 (EDGES)”。
但是，EDGES 信号似乎好得过分了。频谱中的下降比宇宙学理论预测的更深更宽。为了解释如此大的印记，理论物理学家提出了一系列奇异的机制，例如存在以前未知的基本粒子，其电荷比电子的电荷小几千倍。
许多其他研究人员提出了担忧，强调了寻找宇宙黎明无线电信号的难度。来自早期宇宙的无线电波被银河系来源产生的嘈杂噪声淹没，这些噪声要响亮数千倍。荷兰格罗宁根大学的天体物理学家 Saleem Zaroubi 解释说，在频谱中寻找原始信号，就相当于试图从数公里外发现山顶上树木的轮廓。
为了正确地减去银河系频谱，研究人员必须高精度地计算出他们的仪器及其周围环境如何响应各种无线电波长，这也称为实验的系统误差。例如，EDGES 团队付出了巨大的努力来模拟西澳大利亚默奇森射电天文台沙漠土壤造成的影响，并花了两年时间反复检查数据，然后才发布数据。但一些科学家仍然不相信。
新实验
从那时起，许多竞争性实验一直在尝试交叉验证 EDGES 的发现。为了避免人类活动（尤其是 FM 广播电台）造成的射频干扰的混淆影响，各团队一直在地球上一些最偏远的地区架设天线。
Subrahmanyan 现在在澳大利亚珀斯的联邦科学与工业研究组织 (CSIRO)，他采取了前所未有的水上方法。他和他的团队前往印度的湖泊，漂浮他们仪器的连续版本，称为“背景无线电频谱的成形天线测量 (SARAS)”。SARAS 具有圆锥形，旨在使其对无线电波的响应易于计算，并且下面的水意味着该团队不必处理地形的不确定结构和无线电特性。
“他们仪器设计中应用的巧妙性给我留下了深刻的印象，”马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理学中心的射电天文学家林肯·格林希尔说。
SARAS 团队最初在高海拔湖泊上进行了实验，但水要么太咸，要么不够咸，这影响了它传输无线电波的方式。最终，研究人员在离家较近的地方找到了一个盐度正合适的湖泊。他们在 2020 年 3 月使用称为 SARAS 3 的天线获取了数据，他们将其漂浮在 Sharavati 河沿岸水库的泡沫筏上。
Subrahmanyan 说，SARAS 3 的结果排除了 EDGES 对宇宙黎明信号的探测。“就我们而言，它不是天体物理学的，”他说。作者在论文中指出，EDGES 观察到的下降的原因可能是仪器误差。然而，Subrahmanyan 说，很难推测什么样的效应可能产生 2018 年的结果。
尚未结束
“我们很高兴看到 SARAS 3 表现良好，并且能够在搜索类似于我们在 EDGES 观测中发现的光谱结构所需的水平上进行测量，”坦佩亚利桑那州立大学的天文学家 Judd Bowman 说，他是 EDGES 的首席科学家。但 Bowman 不相信 SARAS 3 已经排除了他团队的结果。“这些是具有挑战性的测量，并且许多可能影响 EDGES 的系统性问题也可能发生在 SARAS 3 上，”他说。
加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的射电天文学家 Cynthia Chiang 说，SARAS 团队尚未对 EDGES 的发现发表最终结论。“远非如此，”她说。Chiang 领导着一项实验，该实验试图探测来自南非海岸马里恩岛的宇宙黎明信号。她还参与了在加拿大北极地区进行的一项实验，以及一项可能在智利安第斯山脉部署的实验。
许多其他努力正在进行中，并且有更多正在启动。Subrahmanyan 正在 CSIRO 启动一项新实验，他在拉曼研究所的前合作者、实验宇宙学家 Saurabh Singh 将继续使用新的 SARAS 天线进行测试。Singh 还参与了一项向印度空间研究组织提出的提案，该提案旨在开发一种航天器，该航天器可以通过在月球背面进行测量来避免地球射频干扰。无论 EDGES 声明的最终命运如何，Singh 都表示，其背后的团队因重新引起人们对宇宙黎明的兴趣而值得称赞。“它复兴了这个研究领域，”他说。
本文经许可转载，并于 2022 年 2 月 28 日首次发布。