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距地球135億光年!韋伯拍到最遠星系,是大爆炸後最先形成的

作者:大千世界

導語

科學家利用美國宇航局的詹姆斯.韋伯空間望遠鏡,觀測到了距離地球最遙遠的星系,距離達到了135億光年,形成于宇宙大爆炸後的3.25億年。

這些古老星系的發現,将有助于揭開宇宙起源之謎,提供了宇宙年輕時期的重要資訊。

而在宇宙誕生後僅過了3.25億年,便已經形成了星系,這對于人類來說,距離宇宙大爆炸僅僅過了一個瞬息。

那麼,這135億光年的星系,對于人類又意味着什麼呢?

這些古老星系,又将如何幫助科學家,揭示宇宙的起源之謎呢?

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一、135億光年的古老星系。

幾天前,美國宇航局宣布,科學家通過韋伯空間望遠鏡,發現了史上觀測到的距離地球最遙遠的星系。

這些星系的紅移值不同,但都非常之高,且距離地球的距離,均超過了100億光年。

如果把這些星系的紅移值轉換為距離,那麼距離地球最遙遠的星系,距離将達到135億光年,而這隻是兩個數字夾着的兩極。

值得一提的是,距離135億光年的星系,不是一個,而是多個。

那麼,這些古老星系,是什麼時候,在何地誕生的呢?

而通過這些古老星系的觀察,科學家又能了解到什麼呢?

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給這些觀測到的古老星系排序,發現它們距離地球最多的也是135億光年的古老星系,位于鮑威爾·席恩湖·鮑威爾山脈。

接下來便是距離地球僅5億光年的馬丁星系,以及距離121億光年的索斯星系。

那麼,這幾個古老星系是怎麼被發現的呢?

如何證明這些星系距離地球的距離呢?

從星系的觀測角度來看,無論是地面望遠鏡還是空間望遠鏡,均不适合觀測這些古老星系,是以科學家隻能采用“紅移”的方式,來觀測這些古老星系。

對于星系,人們常常用紅移值來測量星系距離,紅移值越大,代表這個星系的退行速度越快,距離也越遠。

那麼,究竟這些古老星系紅移值多大呢?

如何證明這些古老星系所具有的紅移值呢?

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二、星系的紅移值。

由于星系通常距離地球非常遙遠,測量星系距離的方法有很多,但比較常用的方法是計算星系的紅移值。

紅移是一種特殊的實體現象,如果星系在運動,那麼便會産生多普勒效應,這種效應可以改變星系的光譜,使光譜變成紅色,進而被人類觀測到,這也就是紅移。

為了證明星系的紅移,科學家在1978年進行了一次觀測,首先選取了10顆已知的、處于不同紅移值的恒星,然後選擇了9顆處于地球附近的恒星觀測,并得到了這些恒星的光譜,将它們作為标準光譜。

接下來對已知恒星和未知恒星進行觀,并得到了這兩個樣本的光譜,将它們附着到标準光譜上,并繪制出圖像。

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在圖像的繪制過程中,科學家發現未知恒星的光譜向紅色的方向移動,而已知恒星的光譜則沒有明顯的移動,這說明未知恒星存在紅移。

而更仔細分析,未知恒星的光線大部分從光譜中間向兩端移動,這也就說明未知恒星的光譜是寬闊的,那麼未知恒星的紅移,就不好測量。

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為了更好地測量未知恒星的紅移,科學家們提出了一個新方法,通過測量光譜中主要特征的峰值順序,分析出光譜的紅移值。

經過多次觀測和研究,人們逐漸發現,紅移并不是未知的領域,而是一種普遍的實體現象,甚至連地球上的物體也具有紅移。

在宇宙大爆炸後的30萬年,氫原子核和氦原子核逐漸成形,并融合成質子和中性原子,此時,宇宙的氣體便稀釋到了可以透光的程度。

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這就使得宇宙變得透明,光線可以穿透宇宙中的氣體,向外傳播,并産生了一個非常微弱的光譜,這個光譜的特點就是紅移。

并且這個光譜的紅移值為1100左右,這個紅移值相對較大,有助于觀測。

而這個光譜也被稱為“延伸紅移”,經過多次觀測,科學家發現,延伸紅移的光譜具有一個特點,那就是“較窄而又高的峰值”。

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科學家通過觀測古老星系的光譜,發現其光譜具有“較窄而高的峰值”,并且測量到了這些光譜的紅移值,最終得到了距離地球最遙遠的古老星系,以及它們的紅移值。

在觀測到的古老星系中,紅移值為12.63的古老星系,距離地球約為121億光年,這個星系距離地球最近,同時包含有大量的恒星,是一個特殊的星系。

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這個星系的品質很大,其品質相當于天狼星A的30多倍,有着許多大品質恒星,這些恒星都很容易爆炸,産生超新星,甚至形成黑洞。

而随着時間的推移,這個星系的恒星會逐漸死亡,剩下一些黑洞,并且這個星系的距離,并不是最遠的,後面還有紅移值更大的古老星系,其紅移值為13.20。

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由此計算古老星系的距禈,發現這個古老星系距離地球大約有135億光年,是迄今為止,距離地球最遠的古老星系,這個古老星系是如何被發現的呢?

古老星系的光譜中所反映的紅移,是通過宇宙中的暗物質折射光線,最終傳播到地球上,地球上的望遠鏡進行觀測,并得到的結果。

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三、古老星系的意義。

距離地球最遙遠的古老星系,相當于宇宙誕生後的3.25億年誕生的巨型星系,那麼這些古老星系,能為宇宙中的其他星系提供什麼樣的資訊呢?

這些古老星系的發現,對于從繁榮的銀河系,到活躍的星系團,再到消失的星系團,以及消失的古老星系,人們對于“宇宙的進化史”有了全新的認識。

古老星系中包含着大量的古老恒星,這些古老恒星是如何形成的呢?

從理論的角度來看,這些古老星系的形成,可能離不開宇宙大爆炸後的30萬年,這個時間節點,對于宇宙的發展,有着非常重要的意義,同時也是對宇宙的驗證。

根據現有的宇宙大爆炸理論,宇宙是在140億年前,從一個奇點開始,被高能輻射充滿的宇宙大爆炸,進而形成我們所見的宇宙,宇宙是不斷膨脹的。

在大爆炸發生後的30萬年,宇宙的溫度,足以将質子和電子,融合成氫原子核,氦原子核和質子等。

而在這30萬年的時間内,氫的原子核和電子不斷碰撞,最終氣原子核中的電子被氦原子核中的質子所吸引,形成了氫原子核和次氦原子核中的中性原子,同時宇宙的溫度也逐漸降低。

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并且在冷卻的過程中,宇宙中逐漸形成了中子,質子和電子中的中性原子,這些中性原子便構成了準中性的氣體雲塊,但在冷卻的過程中,體原子中的電子會不斷受到宇宙中的光子影響,進而又變成氫和氦等質子和電子組成的原子核。

并且在逐漸形成中性原子核和密度較高的氣體雲塊的過程中,被負載的光子不斷逐漸消失,這便形成了逐漸透明的宇宙,使存在的光子能夠在宇宙中自由傳播。

在宇宙中存在的物質和暗物質的擾動,最終形成了宇宙最早的密度波。

而通過對這些中性原子核和密度較高的氣體雲塊的觀測和分析,發現宇宙中存在的物質和暗物質的擾動,并且對擾動的密度作圖,隻能顯示宇宙最早的密度波。

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結語

這些古老的星系,為科學家提供了了解宇宙年輕時期的重要資訊,有助于驗證現有理論和揭示宇宙起源之謎。

伴随着科技的不斷進步,人類對宇宙的探索能力也越來越強,未來可能會發現更遙遠、更古老的星系,進而帶來更多關于宇宙起源的資訊。

對于宇宙的起源和演化,科學家們可能需要結合更多領域的知識和技術手段,進行多方位的研究和探索。

這些古老星系的發現,也讓我們更加謙卑地認識到自己在宇宙中的渺小,激發人類對宇宙奧秘的好奇心和探索欲。

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在探索宇宙的道路上,更需要全球科學家的合作與共同努力,才能更深入地了解宇宙的奧秘。

通過研究古老星系,科學家或許還可以發現一些新的實體規律或者現象,為人類的科學認知帶來新的突破和挑戰。

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