作为宇宙中分布最广泛的元素，氢或许能帮助科学家解开暗能量之谜。暗能量正是推动宇宙膨胀加速的那股未知力量。

研究人员证实，CHIME（加拿大氢强度测绘实验）项目能够捕捉到来自遥远早期宇宙的微弱氢射电辐射，由此开启了探索暗能量的全新路径。

这种方法不仅使暗能量的探测过程更迅捷、成本也显著降低，同时成为CHIME项目的一大突破。该设备自设计之初，便将研究暗能量及其广泛影响作为核心目标。

不列颠哥伦比亚大学及CHIME首席研究员马克·哈尔彭（Mark Halpern）在声明中指出：“这是一种全新的宇宙探测方式，仪器由加拿大科研团队构思并建造。这是全球宇宙学研究计划中一次大胆的迈进，也是加拿大科研领域的一项成就。”

暗能量为何令科学家困惑？

暗能量是导致宇宙加速膨胀的神秘力量。它的难解之处在于，直到大爆炸引发的膨胀放缓之后，它才开始作用于时空本身。

打个比方：你推着小孩荡秋千，秋千逐渐减速，然后在没有外力的情况下，秋千自己再次启动，并且摆动得越来越快。科学家就像焦虑的家长，急切想知道这股莫名推力从何而来，未来会如何演变。

如果持续施加推力，秋千上的孩子可能掉进灌木丛，甚至被甩飞；如果暗能量持续增强，宇宙可能走向冷寂的热寂结局，甚至发生“大撕裂”，整个空间被撕碎。反之，若暗能量减弱，引力重新占据主导，宇宙则会向内坍缩，发生“大挤压”，最终被压缩回时间起点那样的奇点。

暗能量如今是宇宙的主导成分，占宇宙质能总量的68%。不难理解，科学家迫切希望弄清这股神秘力量究竟是什么。

氢如何助力暗能量研究？

多伦多大学的团队成员阿尔纳布・查克拉博蒂（Arnab Chakraborty）表示：“氢是宇宙中最丰富的元素，也是恒星形成的原始原料。氢微弱的射电辐射就像宇宙示踪剂，能揭示物质在空间中的分布方式。”

此前，CHIME虽然能绘制早期宇宙的氢分布，但必须将观测数据与其他望远镜的星系巡天数据做交叉关联。这类工作耗资数百万美元，且只能观测到恒星能够形成的高密度宇宙区域。如今CHIME证明，它可以独立测绘氢的射电辐射信号。

事实上，研究团队仅利用CHIME现有数据的一小部分，就已迈出了第一步。他们采用2019年94个观测夜的数据，探测到了宇宙年龄仅50亿年时期的氢信号。

亚利桑那州立大学团队成员沙比尔・谢赫（Shabbir Shaikh）指出：“我们的数据显示，在该时期，宇宙中大约2%的氢以中性原子形态存在，这和其他观测结果基本一致。通过测量氢的分布与聚集状态，CHIME为检验我们对星系形成与演化的认知，提供了一条新途径。”

CHIME现已积累了7年观测数据。团队计划利用这批数据，回溯到大爆炸之后30亿年的时期，探测当时氢的分布情况。

该团队的相关成果分为两篇论文，发表于《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）。