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66664天前
着宇宙的继续膨胀和冷却,我们来到了宇宙历史上的一个重要转折点。大爆炸后大约38万年,此时宇宙的温度降到了大约3000度,这个温度足够低,让电子和原子核结合形成中性原子,这个过程叫做复合。虽然名字有点误导性,因为这实际上是电子和原子核的第一次结合,而不是重新结合。 复合的发生改变了一切,当自由电子被束缚在原子中后,光子突然获得了自由,它们不再被电子散射,可以在宇宙中自由传播。宇宙从不透明变成了透明,就像浓雾突然散去一样。这些在复合时期释放的光子至今仍在宇宙中传播。由于宇宙的膨胀,它们的波长被拉长,从可见光变成了微波,这就是著名的宇宙微波背景辐射,简称CMB。 1965年,两位美国科学家彭齐亚斯和威尔逊意外发现了微波背景辐射。他们原本在调试一个用于卫星通信的天线,却发现无论天线指向哪个方向都能接收到恒定的微波信号。起初他们以为是设备故障,甚至清理了天线上的鸽子粪,但信号依然存在。后来他们意识到这个信号来自整个宇宙,这就是大爆炸的余晖。 这个发现为大爆炸理论提供了最有力的证据,彭齐亚斯和威尔逊也因此获得了诺贝尔物理学奖。宇宙微波背景辐射不仅证实了大爆炸理论,还为我们提供了关于早期宇宙的详细信息。通过精确测量辐射的温度分布,科学家们发现它并不是完全均匀的,而是存在着微小的温度起伏,大约只有1/100000度的差异。 这些微小的起伏极其重要,因为它们是宇宙大尺度结构的种子,在引力的作用下密度稍高的区域会吸引更多的物质,逐渐形成星系和星系团,而密度稍低的区域则变成了宇宙中的空洞。复合之后宇宙进入了一个被称为黑暗时代的时期,这个名字听起来很可怕,但实际上只是因为这个时期没有恒星,宇宙中唯一的光源就是逐渐冷却的微波背景辐射。 在这个黑暗时代宇宙主要由氢和氦原子组成,在引力的作用下缓慢聚集,最初的密度起伏开始放大,形成了第一批暗物质晕。是的,暗物质这个神秘的物质形式在宇宙结构的形成中起着关键作用,虽然我们至今不知道暗物质到底是什么。但我们知道它占宇宙总物质的85%。暗物质不发光、不吸收光,几乎不与普通物质相互作用,但它有引力,正是暗物质的引力为普通物质提供了聚集的脚手架。 在暗物质晕的引力井中氢和氦气体开始聚集,当气体云的质量达到一定程度时引力压缩使得中心温度升高,当温度达到大约1000万度时氢核开始发生核聚变反应,第一颗恒星诞生了。 这些第一代恒星被天文学家称为第三星族星,与我们今
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