21厘米辐射：基础物理学的新探针
宇宙学与河外天体物理
2010-01-03 v1
摘要
目前正在建造的新型低频射电望远镜为未来观测再电离纪元之前的21厘米辐射（尤其是在红移200 > z > 30，也称为黑暗时代）提供了可能性。在这些高红移处，宇宙微波背景（CMB）辐射被中性氢在其21厘米超精细跃迁处吸收。因此，这种红移后的21厘米信号携带着早期宇宙状态的信息，可用于检验基础物理学。我们研究了这些观测对基本常数变化可能施加的约束。我们表明，21厘米辐射对精细结构常数的变化非常敏感，原则上可以施加与其它天体物理实验相当或更好的约束（相对变化 < 10^{-5}）。进行此类观测需要收集面积达10至10^6平方公里的射电望远镜，而当前望远镜的收集面积为1平方公里。因此，这些观测将为高红移处的精细结构常数提供独立的约束，而类星体观测是唯一的替代方法。更重要的是，21厘米对CMB的吸收是探测复合与再电离之间红移范围的唯一途径。
引用
@article{arxiv.0910.2710,
title = {21 cm radiation: A new probe of fundamental physics},
author = {Rishi Khatri and Benjamin D. Wandelt},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.2710},
year = {2010}
}
备注
Contribution to The proceedings of the Joint Discussion 9, XXVIIth IAU General Assembly, Rio de Janeiro :"Are the fundamental constants varying with spacetime?" Memorie della Societa Astronomica Italiana vol 80 n.4