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宇宙通俗演義 第四回(中)

2021-06-30 18:23:21豌豆皮
科學Fans 2021年5期

豌豆皮

(38萬年~3億年后)積沙成塔恒星起于幽暗 鯨吞牛飲黑洞亮乾坤

上回書說到,宇宙要花億萬年的時間,將它里面的物質聚集起來,而引力就是完成這項工作的功臣。在這個過程中,宇宙一方面不斷地繼續往外膨脹;另一方面,因為局部物質密度不均勻,所產生的引力不斷地吸引周圍的物質凝聚。于是,引力和膨脹展開了一場“龜兔賽跑”。

最初,引力的凝聚速度比不過膨脹速度,但是引力還是不斷努力,和宇宙膨脹分庭抗禮。最終引力跑到了宇宙膨脹前頭,物質開始收縮,密度越來越高,再也不會被膨脹阻止啦。

當這些物質團塊凝聚到一定的程度,就構成了最早的星系胚胎——“原星系”。因為這些星系連綴成絲狀結構,因此又被稱為“宇宙絲”。

由于少年時期的宇宙膨脹體積并不大,因此原星系們彼此相隔也不遠。它們很容易相互融合,變成更大的原星系。這種碰撞和融合又加劇了氣體性物質團塊的收縮和凝聚。就這樣經歷了幾千萬年,在宇宙誕生大約1億年之后,有那么一些氣體團首先完成了準備,決定要改變宇宙的面貌。

它們在“宇宙絲”交匯的節點上,成為最早的恒星。

最早登上宇宙舞臺的恒星,每一顆都是當之無愧的巨星。它們的質量是太陽的幾百倍,光度至少是太陽的100萬倍,表面溫度大約可以達到10萬K,從狂暴的表面吹出猛烈的星風,同時向外發出極端明亮的紫外輻射。當第一縷星光破開了宇宙中的幽暗,從此,宇宙中就始終閃耀著恒星的光芒。

第一代恒星的紫外輻射還產生了另一個效果。在恒星誕生之前的宇宙是電中性的,恒星們的周圍包裹著中性的氫和氦。而當恒星誕生后,它們點燃了自己的核反應堆。

核反應讓恒星周圍的中性氣體開始被紫外輻射電離,隨著電離范圍增大而向四周均勻膨脹,如同恒星在吹一個巨大的氣泡。這些氣泡外部是中性氣體,氣泡內則是被電離的帶電氣體。

恒星們興高采烈地玩著“吹泡泡”的游戲,這個此起彼伏的“吹泡泡大賽”直到鄰近的氣泡們都連接到一起才宣告結束。而宇宙也因此從中性狀態重新回到電離狀態,這段時間被稱為宇宙的“再電離時期”。

至于“再電離時期”之后,宇宙又發生了哪些精彩故事,且聽下回分解。

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