大家好,歡迎收看量子科普第27期,我是常常,今天和大家聊一聊關於宇宙中第一束光是何時、從哪裡發出的。
天文學界目前公認的宇宙誕生時間應該是137億年前的那場宇宙大爆炸,從137億年前宇宙到如今,宇宙大致可以分為三個階段。
第一階段是宇宙誕生至1億年,此時的宇宙剛剛經歷了大爆炸,宇宙處於熾熱與能量膨脹狀態,並沒有形成組成物質最基本的粒子,我們稱這個階段的宇宙為「暗黑時代」。
第二階段是1億年至10億年,此時宇宙溫度開始快速下降,一些複合粒子、第一批中性原子(氫)已經形成,我們稱第二階段的宇宙為「嬰兒宇宙」。
第三階段是10億年到如今,恆星形成加速、星際間介質加熱、大尺度結構形成、出現最早的恆星、類星體、星系、星系團和超星系團,我們稱第三階段的宇宙為「少年宇宙」。
準確來說,宇宙中第一束光產生於嬰兒宇宙時期,也就是1億年到10億年,而且天文學家已經通過天文望遠鏡觀察到了宇宙中的第一束光,那麼嬰兒時期的宇宙是什麼樣的?第一束光都是怎麼產生的呢?
在嬰兒宇宙時期,由於溫度快速下降,宇宙中已經開始形成了小的暗物質—暈,隨著時間的不斷推移,大量的原初分子雲開始在暗物質—暈中集中,暗物質—暈的壓力越來越大,這些原初分子雲不堪重負,發生爆炸、塌縮,產生的超高溫使氫原子發生熱核反應(核聚變反應),於是點燃了宇宙中第一顆恆星,並且放射出宇宙中第一束光。
這絕非是天文學家的異想天開或理論推測,因為2012年天文學家已經成功找了宇宙中第一束光的線索,天文學家利用設立於智利高原的亞毫米波望遠鏡ALMA、成功發射了氧發射線,並且找到了人類目前為止已認知的最遠星系,距離地球130億光年,天文學家根據宇宙紅移學、結合光譜進行推算,此星系形成於宇宙大爆炸後的2.5億年,也就是嬰兒宇宙時期,宇宙中第一束光芒應該就是從這個遙遠星系發射出的。
宇宙中第一束光大是在2.5億年發出的,在宇宙10億年到25億年間,宇宙中的恆星快速形成,黑洞活動活躍,元素也越來越趨於多元化,宇宙的基本大結構已經形成,此時的宇宙已經不再是大爆炸時期的一片混沌,而是星光燦爛的宇宙。