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宇宙通俗演义 第四回(中)

2021-06-30豌豆皮

科学Fans 2021年5期
关键词:团块吹泡泡电离

豌豆皮

(38万年~3亿年后)积沙成塔恒星起于幽暗 鲸吞牛饮黑洞亮乾坤

上回书说到,宇宙要花亿万年的时间,将它里面的物质聚集起来,而引力就是完成这项工作的功臣。在这个过程中,宇宙一方面不断地继续往外膨胀;另一方面,因为局部物质密度不均匀,所产生的引力不断地吸引周围的物质凝聚。于是,引力和膨胀展开了一场“龟兔赛跑”。

最初,引力的凝聚速度比不过膨胀速度,但是引力还是不断努力,和宇宙膨胀分庭抗礼。最终引力跑到了宇宙膨胀前头,物质开始收缩,密度越来越高,再也不会被膨胀阻止啦。

当这些物质团块凝聚到一定的程度,就构成了最早的星系胚胎——“原星系”。因为这些星系连缀成丝状结构,因此又被称为“宇宙丝”。

由于少年时期的宇宙膨胀体积并不大,因此原星系们彼此相隔也不远。它们很容易相互融合,变成更大的原星系。这种碰撞和融合又加剧了气体性物质团块的收缩和凝聚。就这样经历了几千萬年,在宇宙诞生大约1亿年之后,有那么一些气体团首先完成了准备,决定要改变宇宙的面貌。

它们在“宇宙丝”交汇的节点上,成为最早的恒星。

最早登上宇宙舞台的恒星,每一颗都是当之无愧的巨星。它们的质量是太阳的几百倍,光度至少是太阳的100万倍,表面温度大约可以达到10万K,从狂暴的表面吹出猛烈的星风,同时向外发出极端明亮的紫外辐射。当第一缕星光破开了宇宙中的幽暗,从此,宇宙中就始终闪耀着恒星的光芒。

第一代恒星的紫外辐射还产生了另一个效果。在恒星诞生之前的宇宙是电中性的,恒星们的周围包裹着中性的氢和氦。而当恒星诞生后,它们点燃了自己的核反应堆。

核反应让恒星周围的中性气体开始被紫外辐射电离,随着电离范围增大而向四周均匀膨胀,如同恒星在吹一个巨大的气泡。这些气泡外部是中性气体,气泡内则是被电离的带电气体。

恒星们兴高采烈地玩着“吹泡泡”的游戏,这个此起彼伏的“吹泡泡大赛”直到邻近的气泡们都连接到一起才宣告结束。而宇宙也因此从中性状态重新回到电离状态,这段时间被称为宇宙的“再电离时期”。

至于“再电离时期”之后,宇宙又发生了哪些精彩故事,且听下回分解。

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