耗资4000万美元的天文台用于搜索早期宇宙的信号

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新项目将使用位于智利阿塔卡马沙漠的三台强大望远镜组成的西蒙斯阵列系统，以及阿塔卡马宇宙学望远镜(见背景)，以更好地了解早期宇宙。摄影:Nathan Sebor

为了探测大约138亿年前大爆炸后的最初几分钟，包括加州大学圣地亚哥分校天体物理学家在内的一个研究小组正在计划在智利的阿塔卡马沙漠建立一个新的天文台，以测量宇宙微波背景辐射(CMB)。

这项名为“西蒙斯天文台”(Simons Observatory)的计划于周四宣布，耗资4000万美元，资金来自西蒙斯基金会(Simons Foundation)和海辛-西蒙斯基金会(hesing -Simons Foundation)。

加州大学圣地亚哥分校校长Pradeep K. Khosla说:“这是一个雄心勃勃的项目，有可能极大地扩展我们对宇宙的理解，如果没有私人的支持，这是不可能的。”“我们非常感谢西蒙斯基金会和海辛-西蒙斯基金会的合作。慈善在推动基础科学研究和高风险、高回报实验方面越来越重要。”

新的资金将建立在阿塔卡马宇宙学望远镜和西蒙斯阵列这两个现有设施的基础上，支持开发和部署探索宇宙微波背景的新技术，这是一个了解早期宇宙物理、暗能量本质、中微子性质以及引力如何对宇宙施加结构的窗口。该项目包括来自加州大学圣地亚哥分校的研究人员和支持;宾夕法尼亚大学;加州大学伯克利分校;普林斯顿大学;劳伦斯伯克利国家实验室;威斯康星大学麦迪逊分校。

加州大学圣地亚哥分校天体物理与空间科学中心的物理学教授、现任项目主任布莱恩·基廷(Brian Keating)说:“这个奖项的慷慨在我们的领域是前所未有的，将使科学能力实现重大飞跃。”“我们拥有这个美丽的大厦，它包含了宇宙中发生的一切，以及大爆炸后大约一秒钟以来的物理定律。但是我们想要回到一个数量级——也许是30个数量级的时间或更高的温度。我们试图了解物质和能量的本质，了解宇宙的最初时刻，以及是什么让它存在的。”

加州大学圣地亚哥分校物理科学部主任Mark Thiemens补充说:“这个新的天文台遵循了加州大学圣地亚哥分校天体物理学发现的伟大传统，将使天文学家在未来几十年拥有一个世界级的仪器。”

该项目的主要目标是在半个以上的天空中寻找大爆炸后立即产生的引力波的特征。引力波是由空间结构中的剧烈膨胀产生的，这种膨胀是关于宇宙起源的主要理论。这些波在CMB的无线电波长上诱导出微弱但有特点的偏振模式，可以被专门的望远镜和相机探测到。

“虽然我们在微波天空中看到的图案是大爆炸38万年后宇宙结构的图像，但我们相信其中一些图案是在更早的时候产生的，是由宇宙膨胀初期产生的引力波产生的，”宾夕法尼亚大学天文学和天体物理学教授、现任项目发言人马克·德夫林(Mark Devlin)说。“通过测量引力波如何在大爆炸38万年后影响电子和物质，我们正在观察来自非常非常早期宇宙的化石。”

新的西蒙斯天文台将是朝着最终实验迈出的重要一步，该实验旨在从地面可获得的宇宙微波背景波动中提取宇宙学信息的全部测量。

除了西蒙斯基金会和海辛-西蒙斯基金会的支持外，宾夕法尼亚大学、普林斯顿大学、加州大学圣地亚哥分校、加州大学伯克利分校和能源部下属的劳伦斯伯克利国家实验室也提供了大量的配套捐款。该遗址位于智利安第斯山脉西坡Astronómico公园内，由Comisión国家公园Investigación Científica y Tecnológica管理。

的西蒙斯基金会他是加州大学圣地亚哥分校探索早期宇宙的长期支持者。该基金会由吉姆·西蒙斯(Jim Simons)和玛丽莲·西蒙斯(Marilyn Simons)在纽约共同创立，其使命是推进数学和基础科学研究的前沿。除了这笔最新的拨款，该基金会还在2012年资助了加州大学圣地亚哥分校詹姆斯·埃克斯天文台最初的三架望远镜西蒙斯阵列。

的Heising-Simons基金会是一家位于加州洛斯阿尔托斯的家族基金会，致力于推动环境的可持续解决方案，支持科学领域的开创性研究，并加强对全国最年轻学习者的教育。