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66662月前
你有没有想过在宇宙诞生之前是什么样子?根据现代宇宙学中最前沿的大爆炸理论,我们的宇宙起源于大约一百三十八亿年前一场奇点大爆炸,并在此后不断膨胀,最终形成了如今的广阔空间和宇宙万物。也就是说,大爆炸标志着时间的起点,是所有一切的开始。而在宇宙诞生之前,所有的空间、时间、能量以及物质都被压缩在一个密度无限大的初始奇点之中。所谓的“爆炸”其实只是一种比喻,指的是从奇点开始的宇宙演化过程。 在大爆炸后的一瞬间,也就是10的-35秒至10的-33秒之间,宇宙的尺度突然增大了一百亿亿亿倍,相当于从一粒尘埃瞬间变成十个银河系这么大。这种超光速的急剧膨胀过程称为“暴胀”,它为后续一切的形成奠定了基础。 在大爆炸后的1秒,宇宙是一团炽热、不透明的粒子汤。随后的几分钟内,第一批化学元素在称为原初核合成的过程中形成。早期宇宙的温度极高且密度极大,在这种高温下还无法形成稳定的原子,光子不断被自由电子散射,导致它无法传播很远,以至于在最初的几十万年里,宇宙基本上处于“迷雾笼罩”的不透明状态。 随着膨胀的持续,宇宙会逐渐冷却,到大爆炸后38万年左右,宇宙的温度降至足以让电子与原子核结合,形成中性原子。这一时期被称为“原子时代”,一切都在被彻底改变。由于电子被束缚在原子内,光子第一次能够在空间中自由传播,原本的“迷雾”消散了,光芒开始在宇宙中闪耀。这些古老的光芒至今仍然以微弱的辐射形式存在宇宙之中,它们遍布整个宇宙的各个方向,经过数十亿年的膨胀,其波长被拉伸到微波范围,所以被称为“宇宙微波背景辐射”,简称CMB。它相当于早期宇宙的照片,通过观测这种背景辐射,我们就能看到宇宙在38万年时的样子。相对于如今的138亿年来说,那就是宇宙的婴儿时期,可以说CMB是宇宙大爆炸遗留下来的余温,是我们能观测到的最古老的光。 从20世纪60年代被发现以来,科学家利用卫星和望远镜对CMB进行了越来越精细的测量,它承载着非常丰富的信息。例如其中微小温差形成的斑点图案便是形成如今庞大宇宙网的原始种子。图案中那些密度稍大的区域在引力作用下坍缩,最终形成了星系和星系团。事实上,CMB就像宇宙结构的“蓝图”,展示了原始物质分布的状态,让我们了解了宇宙的组成和形状。 通过数十年的研究表明,构成恒星、行星以及我们自身的“普通物质”,仅占宇宙总质量的5%左右,其余部分则是68%的暗能量和27%的暗物质。值得注意的是,新
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66661周前
你敢相信吗?詹姆斯·韦伯太空望远镜竟拍到了宇宙诞生之初的“暗黑遗迹”——原初黑洞!这些诞生于大爆炸后几分之一秒的“宇宙初代黑洞”,比原子核还小,却藏着颠覆人类认知的恐怖真相,甚至可能是暗物质的真正本体。 早在20世纪70年代,霍金就提出了原初黑洞的猜想:宇宙大爆炸初期,温度高达万亿摄氏度,局部物质密度突然飙升,直接坍缩成黑洞。它们和恒星死亡形成的黑洞截然不同,质量跨度堪称疯狂——轻则只有10的负5次方克,比回形针小10万倍;重则能达到太阳的10万倍,却能像幽灵一样穿梭在星际空间,连光都可能从它身边溜走。 而韦伯望远镜的观测,让这些“宇宙幽灵”第一次露出了马脚。它捕捉到的红外信号显示,某些星系核心的超大质量黑洞,似乎是由无数原初黑洞合并而成——就像无数颗微小的“种子”,在百亿年间不断吞噬气体、碰撞融合,最终长成统治星系的“引力巨兽”。更恐怖的是,天文学家发现,这些原初黑洞可能构成了宇宙中25%的暗物质!也就是说,我们身边或许就有原初黑洞在穿梭,只是它们质量太小、引力太弱,至今没被察觉。 但原初黑洞的可怕之处远不止于此。根据霍金辐射理论,小质量的原初黑洞会不断蒸发,最终在宇宙中发生剧烈爆炸,释放出能量堪比亿颗核弹的伽马射线暴。2024年布法罗大学的研究团队还发现,若原初黑洞被困在小行星内部,会悄悄“啃食”小行星核心,把它变成空心壳;而高速穿行的原初黑洞,甚至能在地球岩石里留下笔直的隧道,只是这些痕迹太过微小,至今没被人类发现。 中国科学技术大学的团队还发现了更惊人的细节:原初黑洞的形成,可能和宇宙暴胀期的“声速扰动”有关。就像一锅滚烫的粥里,声波带动米粒聚集,宇宙早期的声速波动让物质密度周期性叠加,大大提高了原初黑洞的诞生概率。而韦伯望远镜捕捉到的宇宙微波背景辐射波纹,恰好印证了这一理论——那些细微的温度起伏,正是原初黑洞诞生时留下的“宇宙指纹”。 如今,韦伯望远镜还在追踪更多原初黑洞的线索。天文学家推测,若能找到原初黑洞蒸发的痕迹,就能揭开宇宙诞生后第一秒的秘密;而确认原初黑洞与暗物质的关系,更能改写整个宇宙学模型。只是想到这些“宇宙初代杀手”可能就在我们身边,甚至未来某一天会以伽马射线暴的形式“拜访”地球,你是否也和我一样,既恐惧又好奇?
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