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Sandbox Physics

从21厘米氢线听见第一批恒星

Sandbox Physics ·

早期宇宙的氢在21厘米留下了微弱的射电信号。先弄清它为什么会发亮或变暗,再跟着一条射电基线,把它从亮上万倍的天空里分出来,最后亲手重建并读懂HERA发表的上限。

  1. L1 · 概念

    在明亮的射电天空下寻找早期宇宙的氢

    银河系的射电辐射比早期宇宙的氢亮约一万倍,但它随频率变化很平滑。HERA正是利用这个差别。

  2. L1 · 推导与例题

    早期的氢为什么会在21厘米发亮或变暗

    从自旋温度、微波背景和光深推出21厘米亮温,再看第一缕星光和X射线加热怎样决定它的正负。

  3. L2 · 推导与例题

    一条基线怎样把平滑的前景和氢分开

    沿频率对可见度做傅里叶变换,求出基线的地平线时延,理解平滑前景为什么填满一个楔形区域。

  4. L3 · 推导与例题

    把时延功率变成带功率,又不丢掉信号

    把时延功率换成宇宙学单位,读懂窗函数,再用注入信号检查前景滤波会不会削掉氢。

  5. L3 · 复算方法

    亲手复算HERA上限,并经窗函数比较模型

    用HERA公开文件重建第一天区的七个上限,把两种模型历史经窗函数比较,再检查五种常见错误。

  6. L4 · 论文阅读

    读懂HERA第一批上限怎样避开前景

    逐节读HERA一期论文第3.8、3.11、4.3和4.4节:楔形与缓冲区、越过地平线的泄漏、仪器谱结构和信号损失修正。

打开实验室:拖动加热历史和天线间距

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