寻找创世星辰 生命之美与之狂奔

　　【奇闻快递】7月5日消息，远离城市，月黑之夜，身处从未经历过的黑暗。你躺在草地上，仰望天空。空气清冷，天空清澈，万里无云。你看到了什么?

　　是的，有行星，有闪烁的恒星，甚至有高悬在上的银河。夜空中最夺人眼目的并非这些稀疏的光点，而是你目光所及之处，无所不在的黑暗。

　　如果你想一想，它似乎本不该如此。

　　假如宇宙真的充满了恒星——它们无所不在——那么无论望向哪里，你的视线最终都会与一颗恒星相遇。

　　如果是这样的话，那么你就不会看到这种无所不在的“黑暗”。而是所有方向都充满了光芒，无论这些恒星、星系，还是其他什么光点距离我们有多么遥远。

　　这就是十九世纪的著名佯谬之一——奥伯斯佯谬。它认为，假如宇宙是无限的，那么散布其中的无限恒星，不应产生如此黑暗的夜空。

　　对此的解释，应该是因为我们看到的宇宙，实际上是它遥远的过去。宇宙曾经是炽热、致密而统一的，在引力将原始气体收集起来形成恒星之前，从前的宇宙中并没有这么多恒星。在某一特定的距离之外，你见不到一颗恒星。

　　之后，宇宙是炽热、致密而统一的，也在扩张和冷却。在它诞生后大约 38 万年，温度已经下降到足以形成中性的原子。要形成可见之物，还有两个障碍

　　1、必须产生某种能够发光的东西。

　　2、产生这种东西后，宇宙必须变得透明。

　　虽然这两个问题——首颗恒星的诞生，以及宇宙变透明——常被混为一谈地合起来称“黑暗纪元”，它们其实是宇宙需要分别解决的两个问题。

　　，除非恒星形成，否则仍然没有任何可见之物。虽然宇宙是以一种几乎完美的统一状态开始的，仍然存在着微小的瑕疵，某些区域含有的物质比平均水平要高出那么一点。随着时间的推移，引力开始起作用，它会将物质拉向这些较为稠密的区域，并逐渐在那里生长出物质团块。

　　这个过程有数千万年，但在经历了足够长的时间后，这些团块就会生长得足够大，随后便会在它们自身引力的作用下发生收缩。当这些团块核心处的原子和分子达到足够高的密度后，氢变成氦的核聚变反应最终便会开始。

　　这些地方发生的核聚变是宇宙中第一批恒星的核心，它们燃烧产生的光和热，照亮了自炽热的大爆炸以来一直处于黑暗中的宇宙。

　　这一过程发生在宇宙历史开始后的 5000 万年，对于首批恒星来说，这段时间相当短。

　　有一个问题我们实际上看不到这些恒星!

　　是的，这些恒星会发光，它们都躲在像上图“巴纳德 68”那样的“暗星云”背后。这个星云之所以如此黑暗是因为它阻挡了所有来自恒星的光。为什么呢?因为构成它的原子和分子能够吸收掉可见光，所以它变得不透明了。

　　单一原子只有在它们发生特定的跃迁时才能够吸收光，而当它们以各种复杂的方式结合在一起时，就能够阻挡整个可见光波段。而这种类型的不透明，正是首批恒星形成时所经历的状况宇宙在发光，却没有办法传递到我们眼中。

　　还有什么办法吗?

　　你必须将这些原子电离。或者更具体地说，你必须把已经电离的原子，在它们变回中性前进行电离。

　　这不会很快就发生这一过程需要先有数十亿数百亿的恒星产生，等待它们发出紫外线，紫外线是一种能够产生电离的辐射，它能够把宇宙中 99% 的中性原子电离。这是一个渐进的过程，需要经历 5.5 亿年才能完成。

　　一直以来我们都认为“再电离”这个让宇宙变得透明的一关——发生在大爆炸后约 4.5 亿年，是普朗克卫星的最新观测才让它又多了一亿年。

　　这并不意味着宇宙中年龄最大的恒星就是那段时间开始之后 1 亿年形成的，正如我们从前认为的那样。

　　这意味着首批恒星的形成时期要远远早于我们能够看到它们的时期，而且这批恒星产生得不够多——而且它们燃烧得也不够热，存在的时间也不够长——其电离作用不足以将宇宙变得透明，直到我们之前认为的 1 亿年后。

　　所以，对于宇宙来说，只是简单地说“要有光”是不够的，它不足以让我们看到首批恒星你还需要让这些光能够自由地在太空中飞行才可以。

　　在可见光波段，我们没有办法看到它们不管哈勃太空望远镜有多么优秀，不管它凝视天空有多久，它永远都看不到首批恒星，因为那时候，宇宙对于可见光来说仍然是不透明的。

　　趣怪网希望仍然存在，詹姆斯·韦伯太空望远镜有可能会把我们见到首批恒星的趣怪网希望带进现实。

　　在更长的波段上，那些原子和分子的尘埃结构可能是透明的。尽管哈勃没有办法看到这些恒星，詹姆斯·韦伯却能够通过红外波段(相当长的红外波段)进行观察，它有能力“看穿”那个对可见光不透明的宇宙纪元。

　　换句话说，再过几年，我们真的有可能看到宇宙中的首批恒星了，而不仅仅是数亿年后宇宙变得透明时的它们。之所以看不到它们，责任在于我们的眼睛。