塑造我们今天所知宇宙的十亿年旅程

革命性的詹姆斯·韦伯太空望远镜和下一代射电望远镜正在探索所谓的再电离时代。它为第一颗恒星和星系提供了线索,也许还有暗物质的性质。

来源:ZME科学
遥远类星体的明亮光线为我们展现宇宙历史的示意图。通过望远镜观察(左下角),我们可以获得有关大爆炸阶段之后所谓的再电离时期(“气泡”)的信息。图片来源:卡内基科学研究所。
遥远类星体的明亮光线为我们展现宇宙历史的示意图。通过望远镜观察(左下角),我们可以获得有关大爆炸阶段之后所谓的再电离时期(“气泡”)的信息。图片来源:卡内基科学研究所。

大爆炸之后的数百万年里,在宇宙翻腾的粒子汤冷却后,宇宙是一个黑暗而无聊的地方。没有恒星发光。没有熟悉的星系漩涡。当然也没有行星。整个宇宙被中性氢气笼罩。

然后,大约 1 亿年后,一切都开始发生变化。在接下来的数十亿年里,宇宙从平淡无奇的景观变成了丰富多彩的景观。这种深刻的转变始于第一批恒星的点亮。当它们燃烧、产生热量并形成新物质时,它们的强光开始撕裂遍布宇宙的氢。电子从这些原子中撕裂,留下大部分氢——宇宙中最丰富的元素——处于今天的电离状态。

大爆炸产生了一团炽热的电离亚原子粒子汤。数十万年后,在被称为复合的事件中,中性原子形成了。随后是被称为黑暗时代的时期;宇宙中充满了中性氢气。但当第一批恒星开始出现时,大约在大爆炸后 1 亿多年,它们从氢中剥离出电子,逐渐使宇宙重新电离。图片来源:NAOJ。

“我们不明白宇宙是如何变成今天这个样子的,”穆尼奥斯说。

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