接近宇宙边缘是什么感觉?(6)

2023-05-01 来源:飞速影视
然而,可能仍然有光源——以及宇宙中第一个电离的空间区域——甚至可以追溯到那之前。第一批恒星位于质量密度增长最快的罕见区域,预计会出现在380到400亿光年之间,相当于大爆炸后5000到1亿年。
在此之前,宇宙只是黑暗的,充满了中性原子,以及大爆炸剩余辉光的辐射。

接近宇宙边缘是什么感觉?


在我们宇宙历史的任何时期,任何观察者都会经历一次源于大爆炸的全方位辐射的均匀“浴”。今天,从我们的角度来看,它只比绝对零度高2.725 K,因此被观测到是宇宙微波背景,在微波频率上达到峰值。在遥远的宇宙距离上,当我们回顾过去时,温度更高,这取决于观测到的遥远物体的红移。随着每一年的过去,宇宙微波背景辐射的温度会进一步降低约0.2纳开尔文,在几十亿年之后,它的红移程度会非常高,以至于它将拥有无线电频率,而不是微波频率。
信用:地球:美国宇航局/蓝色地球;银河系:ESO/S.布鲁尼尔;CMB: NASA/WMAP
再往前看,我们完全希望有更多有趣的“边缘”。440亿光年之外,宇宙大爆炸的辐射如此之热,以至于它变得可见:如果人类的眼睛存在,它将能够看到辐射开始发出红色的光,类似于红热的表面。这相当于大爆炸后300万年的时间。
如果我们回到454亿光年之外,我们来到了大爆炸后38万年的时间,在那里它变得太热,无法稳定地保持中性原子。这就是大爆炸剩余的辉光——宇宙微波背景辐射——的来源。如果你曾经看过普朗克卫星(下图)拍摄的那张著名的热点(红色)和冷点(蓝色)的照片,这就是辐射的起源。
在此之前,在460亿光年之外,我们来到了最早的阶段:热大爆炸的超高能状态,在那里创造了第一个原子核,质子和中子,甚至第一个稳定的物质形式。在这些阶段,一切都只能被描述为宇宙的“原始汤”,其中存在的每一个粒子和反粒子都可以从纯能量中产生。

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