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根據(jù)現(xiàn)代天文理論，宇宙已經(jīng)誕生了約138.2億年，但在宇宙誕生很久以后都沒有天體形成，大約在數(shù)億年后才有第一個(gè)天體的形成，宇宙在這個(gè)天體“真空”期到底干了啥呢？第一顆恒星在哪里？第一個(gè)星系在哪里？第一顆行星又在哪里？  宇宙是怎么誕生的？真空期宇宙到底干了什么？ 天文學(xué)家是從宇宙膨脹的現(xiàn)象反推出宇宙誕生于一次大爆炸的，勒梅特在上世紀(jì)根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論引力場(chǎng)公式計(jì)算出了宇宙會(huì)處在動(dòng)態(tài)膨脹中，而哈勃的觀測(cè)則證明這一點(diǎn)，因此最早期宇宙大爆炸論被勒梅特提了出來(lái)。  后來(lái)伽莫夫根據(jù)大爆炸理提出了太初合成理論和他的同事拉爾夫·阿爾菲和羅伯特·赫爾曼則提出了大爆炸的余暉宇宙微波背景輻射的預(yù)言！當(dāng)然大家都知道了，隨著射電望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展，太初合成理論和微波背景輻射都得到了驗(yàn)證，所以大爆炸理論開始被普遍就接受。 宇宙是怎么誕生的？ 大爆炸理論認(rèn)為宇宙誕生于一個(gè)范圍極小的區(qū)域，在138.2億年前的某個(gè)時(shí)刻，這個(gè)區(qū)域發(fā)生了暴漲，這團(tuán)暴漲的能量在急速的膨脹過(guò)程中溫度漸漸降低，宇宙從一團(tuán)能量中逐漸誕生出夸克和膠子，再?gòu)目淇四z子中誕生重子（質(zhì)子和中子）物質(zhì)，然后開始了最初核合成，氫和氦以及少量的鋰元素就是那個(gè)時(shí)候誕生的，而此時(shí)，宇宙才剛剛過(guò)去了20分鐘而已！  “真空期”宇宙在干嗎 溫度繼續(xù)下降，太初核合成階段結(jié)束，宇宙中充滿了高溫的離子和電子，因?yàn)榇藭r(shí)溫度仍然很高，所以還要等宇宙繼續(xù)膨脹，等到大約37.7萬(wàn)年后，宇宙膨脹的龐大體積已經(jīng)讓溫度下降到了電子足夠被離子捕獲，首先形成的氦原子，再是氫原子和鋰原子，此時(shí)宇宙中的物質(zhì)以中性的原子為主導(dǎo)，光子得以從這團(tuán)等離子物質(zhì)中解脫出來(lái)，這個(gè)階段被稱為光子退耦。  所以我們現(xiàn)在看到的宇宙微波背景輻射就是宇宙大爆炸時(shí)誕生的光，但被宇宙誕生的初期的等離子濃湯封印了37.7萬(wàn)年，它本來(lái)就是一團(tuán)無(wú)比耀眼的光芒，但它已經(jīng)被宇宙膨脹的高速拉扯成電磁波，所以你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)喪氣的結(jié)果，無(wú)論人類的射電和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡多么先進(jìn)，永遠(yuǎn)都不可能突破微波背景輻射！  三顆衛(wèi)星的宇宙微波背景輻射 宇宙黑暗時(shí)期 從大爆炸的第一縷光以后，宇宙就進(jìn)入了黑暗時(shí)期，因?yàn)榇藭r(shí)沒有任何天體，宇宙在繼續(xù)膨脹，理論上均勻膨脹的宇宙并不會(huì)形成任何一個(gè)天體，但就在這差點(diǎn)不幸的宇宙中，出現(xiàn)了一點(diǎn)點(diǎn)的差異，就是這一點(diǎn)差異導(dǎo)致了膨脹過(guò)程中產(chǎn)生了物質(zhì)分布不均勻，這就是未來(lái)恒星形成的種子！ 第一個(gè)星系和第一顆行星 第一顆恒星來(lái)自于彌散在宇宙中的星云分布密度不均勻，金斯不穩(wěn)定性的幾種坍縮方式告訴我們，當(dāng)分子云熱壓力不足以對(duì)抗引力時(shí)，就會(huì)在引力作用下發(fā)生坍縮，開啟誕生恒星的第一步，出現(xiàn)巴克球狀體。它可能分裂成一個(gè)或者多個(gè)坍縮區(qū)域，每一個(gè)坍縮區(qū)域都可能形成一顆恒星，可能會(huì)形成以下幾種天體：紅矮星、黃矮星、藍(lán)矮星、藍(lán)巨星，超巨星！  斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的三裂星云中的胚胎恒星 各個(gè)恒星有它的不同用處，紅矮星的壽命超級(jí)久，高達(dá)數(shù)千億至上萬(wàn)億年，所以宇宙最初誕生的紅矮星到現(xiàn)在仍然還沒有度過(guò)它的童年！ 黃矮星和藍(lán)矮星則會(huì)形成白矮星和中子星，而白矮星吞噬伴星可能會(huì)形成Ia型超新星爆發(fā)，成為宇宙中用來(lái)測(cè)量距離的標(biāo)準(zhǔn)燭光，而中子星如果磁極與自轉(zhuǎn)軸不一致的話則形成了脈沖星，變成宇宙中可以用來(lái)定位或者導(dǎo)航的燈塔。  藍(lán)巨星和超巨星未來(lái)的命運(yùn)則是超新星爆發(fā)，當(dāng)然藍(lán)矮星也可能會(huì)達(dá)到超新星的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)過(guò)程非常重要，因?yàn)槲磥?lái)的行星和除了氫氦鋰三種元素外，宇宙中的所有元素都是恒星制造出來(lái)，并且由超新星爆發(fā)擴(kuò)散到宇宙中（黃矮星也能形成行星狀星云，不過(guò)效率太差，） 誕生行星 如果恒星質(zhì)量足夠，物質(zhì)會(huì)從氫元素開始聚變到鐵元素，但之后則無(wú)法再聚變，最終內(nèi)核坍縮形成超新星爆發(fā)（各種超新星爆發(fā)機(jī)制并不一樣），將從氫到鐵以及早超新星爆發(fā)過(guò)程中快中子捕獲形成的重元素統(tǒng)統(tǒng)擴(kuò)散到了宇宙中。  這個(gè)彌散的星云會(huì)在宇宙中擴(kuò)散很久，一直到某天受到擾動(dòng)又開始坍縮，再來(lái)一次恒星誕生過(guò)程，這次不一樣了，因?yàn)榇嬖诹烁鞣N元素，因此在恒星坍縮的過(guò)程中，行星誕生機(jī)制開始起作用，誕生恒星的坍縮星云渦流中將誕生行星。 誕生星系 星系并不是一大片星云中誕生星系的，從銀河系誕生理論中可以知道，星系是由一個(gè)巨大的引力中心比如黑洞引力逐漸俘獲各個(gè)星團(tuán)形成星系的，而且銀河系到現(xiàn)在都還在吞噬人馬座矮橢球星系，它已經(jīng)被銀河系的引力撕裂成了環(huán)繞銀河系公轉(zhuǎn)“指環(huán)”！  黑洞從哪里來(lái)？?jī)蓚€(gè)來(lái)歷，一個(gè)是宇宙大爆炸時(shí)誕生的原初黑洞，這是有誕生時(shí)高密度物質(zhì)坍縮而成的，另一種則是大于20倍太陽(yáng)質(zhì)量恒星超新星爆發(fā)時(shí)誕生，但恒星型黑洞質(zhì)量很難增加，即使黑洞合并也不能無(wú)限制增長(zhǎng)，畢竟概率比較小！所以星系中心的黑洞很有可能來(lái)自宇宙誕生之初的原初黑洞。  迄今為止發(fā)現(xiàn)的最遙遠(yuǎn)星系：第一個(gè)星系的優(yōu)選對(duì)象  已知最古老的系外行星：127億年前 第一代超貧金屬紅矮星 2MASS J18082002-5104378 很難那確定是不是第一個(gè)，但至少找到了一些典型的代表，驗(yàn)證下這些理論是否準(zhǔn)確，比如第一代紅矮星因?yàn)橛钪嬷卸际菤湓兀越饘僭貥O少，那么當(dāng)我們找到這樣的恒星時(shí)，一來(lái)符合模型，二來(lái)表示它誕生的時(shí)間非常早，因?yàn)榧t矮星的質(zhì)量導(dǎo)致它終身演化不出超過(guò)氦的元素。 地球算老幾？未來(lái)還會(huì)有新的行星誕生嗎？ 地球是將近五十億年前一顆恒星的超新星爆發(fā)后擴(kuò)散的星云中形成的，這一片星云在某次臨近的超新星爆發(fā)中受到擾動(dòng)開始了坍縮，形成了太陽(yáng)，在太陽(yáng)這顆原恒星周圍的吸積盤中誕生了各大行星，因此地球再古老都不會(huì)大于太陽(yáng)的年齡，兩者的物質(zhì)理論上是同時(shí)誕生的，但地球誕生比太陽(yáng)要稍晚一些，因?yàn)榈厍虻男纬煞衔e盤中渦流擾動(dòng)坍縮形成行星的理論。 ALMA亞毫米波射電望遠(yuǎn)鏡陣列觀測(cè)HL Tauri的塵埃連續(xù)譜圖像 太陽(yáng)系中未來(lái)不可能再誕生行星，因?yàn)樾⌒行菐з|(zhì)量即使全部加起來(lái)也只有1000千米直徑左右的天體，而柯伊伯帶也一樣，太陽(yáng)系誕生已經(jīng)將奧爾特云的絕大部分物質(zhì)收集，除了傳說(shuō)中太陽(yáng)系中還有未被發(fā)現(xiàn)的第九大行星之外，太陽(yáng)系中不會(huì)再誕生一顆新的行星！ 第九大行星在哪里？ 宇宙中行星的誕生則是非常普遍的一件事，包括金牛座以及獵戶座中，有大量正在誕生中的行星盤，在這些同心圓中任何一條暗環(huán)，都代表這一顆新的行星誕生，當(dāng)然它們中哪一顆行星上存在生命，則是誰(shuí)都不可能知道的，因?yàn)槲磥?lái)的一切都有可能。 在距離地球約640光年的獵戶座參宿四，這是一顆已經(jīng)行將就木的古老恒星，內(nèi)核的不穩(wěn)定已經(jīng)導(dǎo)致它光度變化范圍超過(guò)2.5倍，這是一顆質(zhì)量大約在太陽(yáng)15～20倍的恒星，它的未來(lái)將會(huì)產(chǎn)生II型超新星爆發(fā)，若干年之后也許在它爆發(fā)后的殘骸中，會(huì)誕生一個(gè)行星系，上面也許會(huì)有一顆宜居行星，誕生的文明也許會(huì)開始思考，他們究竟來(lái)自哪里，但很可惜無(wú)法告訴他們?nèi)祟愐娮C了他們誕生的過(guò)程。 |
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