有史以来最强大的太空望远镜将回顾宇宙的黑暗时代

有人称宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜是“吞噬天文学的望远镜” 。它是有史以来最强大的太空望远镜，也是突破人类工程学极限的复杂机械折纸。2021 年 12 月 18 日，经过多年的延误和数十亿美元的成本超支，该望远镜计划发射进入轨道并迎来下一个天文学时代。

我是一名天文学家，专攻观测宇宙学——我已经研究遥远的星系30 年了。关于宇宙的一些最大的悬而未决的问题与大爆炸之后的早期有关。第一个恒星和星系是什么时候形成的?哪个先出现，为什么?我非常兴奋天文学家可能很快就会揭开星系如何开始的故事，因为詹姆斯韦伯是专门为回答这些问题而建造的。

宇宙的“黑暗时代”

极好的证据表明，宇宙始于138 亿年前的一次大爆炸事件，当时它处于超热、超高密度的状态。宇宙在大爆炸后立即开始膨胀，并随之冷却。大爆炸后一秒，宇宙有一百万亿英里宽，平均温度达到令人难以置信的 180 亿华氏度(100 亿摄氏度)。大爆炸后大约 400,000 年，宇宙有 1000 万光年宽，温度已冷却到 5,500 F(3,000 C)。如果此时有人在那里看到它，宇宙就会像一盏巨大的加热灯一样发出暗红色的光芒。

在恒星或星系发出任何光之前，宇宙经历了一段被称为黑暗时代的时期。图片来源：太空望远镜研究所

在这段时间里，空间充满了高能粒子、辐射、氢和氦的光滑汤。没有结构。随着不断膨胀的宇宙变得越来越大越来越冷，汤汁变稀了，一切都变成了黑色。这是天文学家所说的宇宙黑暗时代的开始。

黑暗时代的汤不是完全均匀的，由于重力，微小的气体区域开始聚集在一起并变得更加密集。光滑的宇宙变得凹凸不平，而这些密度较大的小块气体是最终形成恒星、星系和宇宙中其他一切事物的种子。

当重力形成最终开始发出第一道光的第一批恒星和星系时，黑暗时代就结束了。虽然天文学家不知道第一道光何时出现，但最好的猜测是大爆炸之后的数亿年。天文学家也不知道是恒星还是星系先形成。

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