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光速为我们研究宇宙提供了一个神奇的工具。光的传播速度只有每秒30万公里，因此当我们看到远处的物体时，我们是在回顾过去。 事实上，你看到的不是今天的太阳，而是8分钟前的太阳，642年前的参宿四，250万年前的仙女座，即看得越远，时间越久。因为宇宙在膨胀，所以它在过去离我们更近。  让宇宙倒转，回到最开始，你会发现一个它比现在更热、更稠密。宇宙密度如此之大，以至于大爆炸后不久，整个宇宙仅仅是质子、中子和电子的混合物，而没有任何东西把它们结合在一起。  图解：大爆炸理论:宇宙诞生于一个奇点的膨胀。 事实上，一旦它开始膨胀然后冷却了一点，整个宇宙仅仅是像我们的太阳这样的恒星的核心一样的热和密度。温度足够低，就可以形成电离的氢原子。 因为宇宙有恒星核心的条件，它有温度和压力来将氢聚变成氦和其他更重的元素。根据今天在宇宙中的元素的比例:74%的氢，25%的氦和1%的其他元素，我们可以知道在“整个宇宙是一个恒星”的条件下，宇宙诞生的时间有多久。 这个时间持续了大约17分钟。从大爆炸后3分钟到大爆炸后20分钟。在那短暂的几分钟里，星宿收集了所有的氦气，这些氦气我们一辈子所需要的。  核聚变过程产生伽马射线的光子。在太阳的核心，这些光子从一个原子反弹到另一个原子，最终离开核心，穿过太阳的辐射区，最终进入太空。这个过程可能需要数万年。但在早期宇宙中，这些伽马射线的原始光子无处可去。到处都是更热、更稠密的宇宙。 宇宙一直在膨胀，在大爆炸后的几十万年，宇宙终于冷却到足以让这些氢原子和氦原子吸引自由电子，使它们变成中性原子。  图解：艺术家的想象：巨大的宇宙结构如何使光子在宇宙微波背景(CMB)中偏转。 重组时代在大爆炸后24万年到30万年之间，在这期间宇宙第一次出现光。光子第一次可以静止一秒钟，作为电子附着在原子上。就在这个时候，宇宙从完全不透明变成透明。 这是天文学家能观测到的最早的光:宇宙微波背景辐射。因为宇宙从那时到现在的138亿年里一直在膨胀，最早的光子从紫外线和可见光被拉伸或红移到光谱的微波端。  如果你能用微波眼观察宇宙，你会看到第一波辐射向四面八方袭来。宇宙为它的存在而欢呼雀跃。 在第一束光出现之后，一切都是黑暗的，没有恒星或星系，只有大量的原始元素。在黑暗时代初期，和我们今天看到的2.7开尔文相比,整个宇宙的温度大约是4000开尔文。到黑暗时代末期，也就是1.5亿年后，温度达到了60开氏度。  图解：宇宙中第一批恒星是在大爆炸后约2亿年后形成的。第一代太阳星球几乎是由纯氢和纯氦构成的。他们和后来的几代恒星从这些简单的元素中提炼出较重的元素。 在接下来的8.5亿年左右，这些元素聚集在一起形成了由纯氢和氦组成的巨型恒星。没有其他更重的元素，它们可以自由地形成质量是太阳几十倍甚至几百倍的恒星。这些是第三类恒星，或者说第一批恒星，我们还没有足够强大的望远镜来观测它们。天文学家间接估计，这些恒星形成于大爆炸后约5.6亿年。 然后，那些第一批恒星爆炸成为超新星，更多的大质量恒星形成，它们也爆炸了。很难想象那个时候一定是什么样子，星星像烟花一样闪烁。但我们知道，它是如此普遍，如此猛烈，以至于在一个被称为再电离的时代，它照亮了整个宇宙。此时，宇宙的大部分是热等离子体。  图解：科学家们用欧洲南方天文台的超大望远镜在几个不同的时间探测了早期宇宙，紫外线使它变得透明。在宇宙历史上，这个短暂而又戏剧性的阶段——即所谓的再电离——发生在大约130亿年前。 早期的宇宙又热又糟，没有很多我们所知道的生命所依赖的重元素。想想看。在一个星球上，如果没有核聚变，即使是几代人，你也无法获得氧气。我们的太阳系是几代超新星爆炸的结果，它包含了越来越重的元素。 正如我在文章前面提到的，宇宙从4000开尔文冷却到60开尔文。大爆炸后大约1000万年，宇宙的温度是100摄氏度-水的沸点。700万年后，温度下降到0摄氏度-水的冰点。 这使得天文学家推断，在大约700万年的时间里，液态水存在于宇宙的各个角落。只要我们在星球上找到液态水，我们就能找到生命。  图解：艺术家对早期宇宙的描绘。 所以有可能，有可能宇宙形成的时间只有1000万年。物理学家阿维·勒布(Avi Loeb)称这是宇宙的宜居时代。虽然没有证据，但这是个很酷的想法。 我总是觉得这是绝对的精神畸变，认为我们周围的每个方向都是来自宇宙的第一束光。它花了138亿年才到达我们这里，虽然我们需要微波眼睛才能看到它，但它无处不在。 参考资料 1.WJ百科全书 2.天文学名词 3. universetoday- 如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 翻译：天文志愿文章组- 审核：天文志愿文章组- 终审：天文志愿文章组-PN结 排版：天文志愿文章组-零度星系 美观：天文志愿文章组- 参考资料 1.WJ百科全书 2.天文学名词 3.原文来自：https://www./131809/first-light-universe/ （必须保留原文链接！！，请自行插入原文链接） 本文由天文志愿文章组-翻译自universetoday的作品，如有相关内容侵权，请于三十日以内联系运营者删除。 注意：所有信息数据庞大，难免出现错误，还请各位读者海涵以及欢迎斧正。 结束，感谢您的阅读与关注全文排版：天文在线（零度星系） 转载请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底 |
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