流行的宇宙学模型假设宇宙自大爆炸以来已经冷却，并且仍在继续冷却。该模型还描述了冷却过程应该如何进行，但到目前为止它只在宇宙相对较新的时代才被直接证实。这一发现不仅为宇宙背景温度的发展树立了一个非常早期的里程碑，而且还可能对神秘的暗能量产生影响。相关论文发表于2022年2月2日期刊《自然》。
科学家们利用位于法国阿尔卑斯山的北方扩展毫米波阵列(NOEMA) 天文台（北半球最强大的射电望远镜）来观测HFLS3，这是一个位于大爆炸后仅8.8 亿年的巨大星系。年龄。他们发现了冷水气体的“屏幕”，它在宇宙微波背景辐射上投下了阴影。阴影的出现是因为较冷的水在到达地球的途中吸收了较热的微波辐射，而它的黑暗显示了温度的差异。由于水的温度可以通过观察到的恒星的其他特性来确定，因此这种差异表明了大爆炸留下的辐射温度，当时的温度大约是当今宇宙温度的七倍。
主要作者、科隆大学天体物理研究所的多米尼克·里彻斯教授表示：“除了证明冷却之外，这一发现还向我们表明，宇宙在其初始阶段具有一些相当具体的物理特征，但如今这些特征已不复存在。”早期，即大爆炸后约15 亿年，宇宙微波背景已经太冷，无法观察到这种效应，”他继续说道。“所以我们有一个独特的观察窗口，其中只有……。 “向一个非常年轻的宇宙开放。”换句话说，如果今天存在一个与HFLS3 具有相同特性的星系，那么水云的阴影将无法被观测到，因为所需的温度对比将不再存在。
波恩马克斯普朗克射电天文学研究所的作者表示：“这一重要的里程碑不仅比以前可能测量的时间更早地证实了预期的冷却趋势，而且还可能对难以捉摸的暗能量的性质产生直接影响。” MPIfR 的合著者阿克塞尔·韦斯(Axel Weiss) 博士被认为是过去数十亿年宇宙加速膨胀的原因，但其特性仍然未知，因为目前可用的设施和仪器无法直接观察到它。然而，它的特性会影响宇宙膨胀的演化，从而影响宇宙时间的冷却速度。
基于这个实验，暗能量的性质目前与爱因斯坦提出的“宇宙常数”保持一致。 “也就是说，在膨胀的宇宙中，暗能量的密度不会改变，”韦斯解释道。
在早期宇宙的一个星系中发现了这样的冷水云，研究小组现在正在天空中寻找更多的冷水云。他们的目标是绘制宇宙历史前15 亿年大爆炸回声的冷却图。里彻斯说：“这项新技术为宇宙的演化提供了重要的新见解，否则在如此早期阶段很难对其进行限制。”
“我们的团队已经通过研究其他星系的周围环境来跟踪NOEMA，”合著者兼NOEMA 项目科学家Roberto Neri 博士说。 “随着对较大水云样本的研究准确性的预期提高，我们目前对宇宙膨胀的基本理解是否成立还有待观察。”
