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125亿年前的宇宙神话

   谢选骏:125亿年前的宇宙神话
   
   《125亿年前的宇宙与现在宇宙完全不一样,科学家解开后一身冷汗》(综合新闻 2019-10-24)报道:
   
   虽然在无数的宇宙星辰面前,人类显得十分渺小,但是由于现在宇宙中的气体透明度都十分之高,因此就算是在地球上,我们也能看见距离地球几光年甚至几十光年之外的星星。但是在宇宙刚诞生的10亿年中,宇宙并非像现在这个样子。


   
   关于宇宙的起源,如今普遍的说法都认为宇宙诞生于138亿年前的一次奇点大爆炸。由于这次爆炸抛射出来的大量气体和物质,宇宙中的基本粒子才能组合在一起,形成一个又一个的天体。
   
   虽然科学家无法观测到刚诞生之初的宇宙,但是近几年,剑桥大学的一个天文研究组发现,在125亿年前,宇宙之间的气体几乎是不透明的,而且宇宙中越是黑暗的地方所含的物质就越小。
   
   这个研究结果让大家感到十分意外,因为根据现在宇宙的样子,宇宙中越是黑暗的地方,越是光线无法到达的地方,物质含量就越高,而且他们无法想象,弥漫在一堆不透明气体中的宇宙到底是什么样子。
   
   科学家认为,我们现在之所以生活在一个相当均匀的宇宙中是因为,大量的星系所发散出来的紫外线辐射可以驱散那些不透明的气体,从而使我们的宇宙空间看起来是一种透明的状态。但由于125亿年前,宇宙刚诞生不久,没有产生大量的星系,因此当时的宇宙处于一片混沌之中。
   
   对于125亿年前的宇宙越暗的地方物质越少的情况,科学家认为这很有可能也是与紫外线辐射有关。由于当时的紫外线传播距离较短,因此就导致了那些拥有更多天体的地方看起来会比拥有天体的地方更暗一些。
   
   这一最新发现让人们看到了宇宙的另一面,如果人类生活在125亿年前,那么我们抬头也许看不到满天的星星,反而只能看到处于一片混沌中深一块浅一块的太空。
   
   如今我们之所以能活在一个相对均匀的宇宙中,完全是因为那些星系所发散出来的紫外线,这些紫外线改变了深空中的天然气,让我们的宇宙看起来更加明亮和均匀。而且如果我们对这些紫外线和古老星系进行研究,也许就能看清宇宙诞生之初的原貌和揭开宇宙的形成之谜。
   
   美国和澳洲天文学家意外发现125亿年前的一个庞大星系。宇宙初期的一个巨大星系隐藏在尘埃之中。在缺乏存在证据的情况下,这个前所未见的星系就像“宇宙雪人”(cosmic Yeti)一样,一直被科学家视为传说,但他们最近首次揭开了它的神秘面纱。
   
   在一项由美国和澳洲天文学家所共同进行的研究中,亚利桑那大学(University of Arizona)天文学家威廉斯(Christina Williams)藉由位于智利山区的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(Atacama Large Millimeter Array)发现一个暗淡的光球。奇怪的是,它的微光似乎是无中生有,就像黑暗旷野中的一个模糊的足迹。主导这项研究的威廉斯说:“它非常神秘,因为它的光似乎与任何已知的所有星系毫无关联。当我看到这个星系在其它波长中看不到时,我相当兴奋,因为这意味着它可能真的很远,而且被尘埃云所遮蔽。”
   
   研究人员估计,这个星系的光在宇宙中走了125亿年才抵达地球,因此人们得以一窥宇宙在婴儿时期的样貌。他们认为这些微光来自于尘埃粒子的温暖光辉,这些尘埃粒子受到年轻星系中的恒星加热。而巨大的尘埃云掩盖了恒星本身的光线,导致整个星系完全看不见。
   
   研究人员指出,这个庞大星系内的恒星就像银河系的那么多,但十分活跃,其形成新星的速率是银河系的100倍。而它的发现可能可以解决天文学长期以来的一个难题。
   
   近期的研究表明,有些在宇宙初期的庞大星系很快成年,这在理论上难以理解。更令人困惑的是,这些大型成熟星系似乎是无中生有,天文学家从未在它们形成时捕捉到它们的身影。
   
   尽管天文学家也发现宇宙初期的较小星系,但它们成长得不够快,不足以解答以上的难题。还有少数大型星系也被观测到,但它们相当罕见,难以作为令人满意的解释。
   
   威廉斯说,他们发现的隐藏庞大星系正是构成那个遗失的关联性的正确元素,因为这样的星系可能比预期的更普遍,正等待人们发现。
   
   研究人员还说,他们目前所探测的区域只是天空中的一小部分。他们期待美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯?韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)在2021年3月启用,以便对这些天体进行更详细的研究。
   
   天文学家还发现,一些遥远的星系失去了诞生新星的能力,里面现存的恒星也逐渐暗淡或爆炸消亡,整个星系走向死亡。近期一份研究正就此进行调查,提出两种可能的原因。
   
   加拿大麦克马斯特大学(McMaster University)的研究者用阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)望远镜观测邻近的处女座星系团中的51个星系,希望找到造成星系死亡的因素。这份研究的主要作者的天文物理学家布朗(Toby Brown)说,他们认为星系与周围环境的相互作用导致某些星系的死亡,但他不明确具体的原因。
   
   天文学家认为,星系与围绕在其周围的星际介质之间的作用,既能促进星系诞生新星,也可导致星系的死亡,具体这个机制如何运作,天文学家们并不了解。
   
   我们知道,星系在宇宙中并不是均匀地分布,有的地方很大的空间都没有星系,有的地方好几百个星系互相比较接近地聚集在一起,组成星系团。
   
   有了巨大质量的物质,就有引力作用,这些引力让星系进行高速运动,有的星系的速度可达每秒上万公里。此外,引力还将星际间等离子气体加热至高温,发出大量X射线。
   
   现在,这份研究提出导致星系死亡的两种可能的过程。
   
   一种猜想是,星际间等离子气体不断抽取星系中的用于诞生新星所需的气体物质,就像星系的燃料不断“泄漏”一样,一旦燃料漏光,星系就会干涸并走向死亡。
   
   另一种可能性是,星系团内部的温度过高,阻碍了星系内气体冷却、聚集诞生新星。这就像阻碍了星系内气体作为燃料的用途,结果也相当于星系不再有燃料而走向死亡。
   
   该研究组正收集各星系内这些气体变化的依据,希望找到普遍的规律,进一步了解星系生命终结之谜。
   
   另一种可能性是,星系团内部的温度过高,阻碍了星系内气体冷却、聚集诞生新星。这就像阻碍了星系内气体作为燃料的用途,结果也相当于星系不再有燃料而走向死亡。
   
   该研究组正收集各星系内这些气体变化的依据,希望找到普遍的规律,进一步了解星系生命终结之谜。
   
   谢选骏指出:在我看来,有关125亿年前的宇宙说法,其科学解释其实还是一种宇宙神话——而真实的状况,怎么可能被我们这些瞬息即逝的人类所知晓呢?但越是无法知晓,就越是要解释和描绘,这就是人性,这就是人类获得自身定位所需要的“神话”。而神话呢,又是由民族精神所决定的。
(2019/11/13 发表)
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