追尋宇宙第一縷曙光

曉　平

一個多國研究小組于2001年8月3日宣布，研究人員第一次用架設在地球上的望遠鏡看到了那個被天文學稱為宇宙黑暗時代的迷霧——恒星和星系在那個時代還沒有開始發(fā)光。

如果這一發(fā)現(xiàn)經(jīng)得起其他科學家的檢驗，那么它將意味著人類已經(jīng)觀測到了宇宙在星光和其他輻射開始彌漫天空時所發(fā)出的第一縷曙光。

加利福尼亞理工學院天體物理學家理查德·埃利斯博士說：“這是恒星誕生的時代?！卑＠贡救瞬⑽磪⑴c此項研究工作，不過他認為多國研究小組的發(fā)現(xiàn)“非常令人振奮”。

宇宙的“黎明”是參與斯隆數(shù)字天空測繪計劃的科學家觀測到的。雄心勃勃的斯隆數(shù)字天空測繪計劃將為許多巨大的宇宙區(qū)域繪制天體圖，并將對大約2億個天體進行編目分類。斯隆研究小組的負責人之一，同時就職于戴維斯加利福尼亞大學和勞倫斯—利弗莫爾國家實驗所的天體物理學家羅伯特·貝克爾說：“恒星和星系直到這一時刻才開始出現(xiàn)?！?/p>

長期以來，科學家一直認為在大約130億年前宇宙發(fā)生創(chuàng)世大爆炸之后，緊接著出現(xiàn)了一個空洞的、沒有任何生氣的時期——黑暗時代——直到大爆炸產(chǎn)生的氣體可以結(jié)合成恒星和星系。但是隨著宇宙的膨脹和溫度的下降，大量爆炸產(chǎn)生的氣體仍然以氫原子的形式在宇宙中飄蕩，就像一層厚厚的迷霧。這層迷霧擋住了第一批恒星發(fā)出的光芒。與地球上的黎明相似，隨著越來越多的恒星誕生，它們發(fā)出的光芒使氫原子發(fā)生電離，使它變得基本上透明，因而很快就驅(qū)散了迷霧。

劍橋大學天體物理學家馬丁·里斯爵士說，“科學家估計，在最初的50萬年時間里，宇宙的溫度是非常高的?！彪S著宇宙溫度的降低，黑暗時代統(tǒng)治宇宙長達數(shù)億年之久，直到恒星開始形成并最終使爆炸產(chǎn)生的氣體發(fā)生電離。參與斯隆測繪計劃的天文學家認為自己觀測到的東西，就是這層迷霧最后的幾縷痕跡在人類目前觀察到的最遙遠的天體所發(fā)出的光芒照射下形成的陰影。

這一發(fā)現(xiàn)也是斯隆研究小組的另一位成員、普林斯頓大學的詹姆斯·岡恩博士的勝利。他曾在35年前與同事布魯斯·彼得森預言說，不帶電的氫原子氣體會吸收輻射并只在遙遠的類星體的光譜上投下一個陰影。在此后的幾十年時間里，研究人員一直沒有觀測到這種被稱為岡恩—彼得森效應的現(xiàn)象，直到現(xiàn)在。

回顧過去，岡恩博士說：“我們現(xiàn)在才觀測到這種效應的原因是我們一直沒有找到足夠遙遠的天體?！?/p>