氢是自然界中最简单、最丰富的分子。它是让星星发光的燃料，从而使生命成为可能。
现在，天文学家利用不列颠哥伦比亚省的专门射电望远镜进行了迄今为止最远的测量，显示了氢原子在宇宙深处的分布情况。
这一结果支持了一幅新的图景，即大爆炸后物质如何组织自身并构建了我们今天所知的宇宙。
“我们真正探测到的是构成太空致密结构的巨大星团和星系族以及细丝，”进行这项工作的团队的首席研究员、不列颠哥伦比亚大学的马克·哈尔彭教授说。
他说，当他和他的同事们致力于更好地理解该信号时，它可能会实现更雄心勃勃的事情：直接测量宇宙膨胀的速度。这提供了一种独立的方法来估计暗能量的影响，暗能量是一种被认为会加速膨胀的未知现象。
该检测是使用位于不列颠哥伦比亚省彭蒂克顿的加拿大氢强度测绘实验（CHIME）进行的。
它由一系列槽状天线组成，被动收集来自天空的无线电波。随着地球自转，天线在北方天空中移动，逐渐从广阔的空间收集数据。该设备的核心是一个复杂的计算机系统，它分解来自多个方向的所有信息，并将其转化为无线电天空的连贯图片。
自 2017 年首次启动以来，CHIME 已检测到各种无线电源，例如脉冲星（散布在我们银河系中的快速旋转的恒星尸体）和快速射电爆发（来自我们自己星系的来源的短暂但强烈的射电能量爆发）。
但 CHIME 的最初目的是探测星系间寒冷深处的氢原子产生的非常安静和扩散的无线电发射。工作开始九年后，该项目似乎已经实现了这一目标。
在周一发表在《天体物理学杂志》上的两项研究中，天文学家透露，他们在距离地球约 80 亿光年的地方检测到了氢信号，远远超出了之前的测量结果。对信号的分析显示了氢是如何被困在太空中的，事实证明这与绘制宇宙中物质大规模结构的其他方法基本一致。
“这就是 CHIME 的设计目的，”哈尔彭博士说。
团队成员表示，结果比预期更难，部分原因是银河系周围电子发出的混合无线电噪声比背景中微弱的氢信号强一万倍。
多伦多大学邓洛普研究所的博士后研究员阿纳布·查克拉博蒂（Arnab Chakraborty）负责处理这些数据，他说：“你想要去除一个非常大的信号来检测一个非常微弱的信号。”
另一个挑战是天文台周围的无线电环境，尽管有限制，但由于汽车和个人设备中不断与互联网接触的电子设备的激增，该环境日益受到人为无线电干扰的影响。
为了获得结果，该团队从 2000 多天收集的数据开始，在没有无线电干扰的情况下将其缩减至仅 94 天，在此期间的条件是检测宇宙氢信号的理想条件。
查克拉博蒂博士说，他和其他人对这些数据进行了两年多的研究，才确信他们所看到的是真实的。
为了过滤掉不需要的无线电噪声，该团队必须删除显示数十亿年前巨型氢云之间的分离如何变化的数据。如果通过未来的分析可以恢复这一点，我们将能够估计宇宙历史早期暗能量的强度。
滑铁卢大学天体物理学家威尔·珀西瓦尔（Will Percival）并未参与该合作，他表示，CHIME 是全球为数不多的具有利用氢揭示宇宙历史和本质“巨大潜力”的设施之一。
“这不是一个容易从数据中删除的信号，”他补充道。 “感谢 CHIME 团队获得这个结果。
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