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宇宙中的第一种颜色

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发表于 2019-11-8 18:13:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
从年轻恒星的蓝白色闪光到氢原子云的深红色光晕,我们的宇宙五彩斑斓、光怪陆离。除了肉眼可见的色彩,还有X射线和伽马射线,强大的射电脉冲以及宇宙背景辐射涂抹出的黯淡底色。

造物主的调色盘上有看不见的,古老的和新鲜的颜料。但在勾勒出宇宙的时候,落下的第一笔,沾染的颜色——是宇宙的第一种颜色。

宇宙始于138亿年前的大爆炸。最早的时候,它无与伦比的密集和炽热。我们通常将大爆炸形象地类比成从黑暗的海洋中绽放出的灿烂光芒,但这并不是准确的物理图景。牛庄竞彩在大爆炸之前,并不存在一个所谓的黑暗空间来“装载”大爆炸,是大爆炸造成的能量扩张演化出了空间,乃至时间。

起初,温度是如此之高,以至于不存在光。在光子出现之前,宇宙必须冷却一秒钟的时间。大约10秒钟后,宇宙才进入光子纪元。

质子和中子已经足够冷却,形成了氢和氦的原子核,且空间中充满了原子核,电子和光子的等离子体。那时,宇宙的温度约为10亿开尔文。

即使有光,也没有颜色。颜色的含义,就是指我们人类可以看到的东西,或者至少某种眼睛可以看到的东西。在光子时代,温度太高,以至于光线无法穿透密集的等离子体。

直到原子核和电子冷却到足以结合成原子的时候,颜色才会出现——宇宙花了380000年。

那时,可观测宇宙是一团透明的云,直径8400万光年,由氢和氦组成。大爆炸中形成的所有光子终于摆脱了束缚,可以自由地在空间中穿梭。

这就是现在的宇宙微波背景辐射,即从终于可以看到宇宙的那一刻起所发出的光子。数十亿年以来,背景辐射冷却到如今的温度,比绝对零值高出不到3开尔文。

最开始的时候,宇宙要温暖得多,大约3000开尔文。早期的宇宙充满了明亮温暖的光。早期宇宙的温度几乎是均匀的,具有被称为黑体的波长分布。

许多物体的颜色都来自于其材质,但是黑体的颜色仅取决于其温度。约3000 K的黑体会发出明亮的橙白色光芒,类似于老旧时代60瓦灯泡的暖光。

人类无法精确感知各种微妙的颜色。我们感知的不仅取决于光的实际颜色,还取决于其亮度以及我们的眼睛对黑暗的适应。如果我们能回到那真·第一缕光照进现实的时期,我们可能会看到类似于烛火的橙色光芒。

在接下来的几亿年里,随着宇宙的竞彩分析扩张和冷却,微弱的橙色光芒将逐渐消失并转红。最终,宇宙褪为黑色。

大约4亿年后,第一批恒星出现——灿烂的蓝白色星星制造出新的光子。随着恒星和星系的出现和演化,宇宙开始呈现出新的颜色。

在2002年,Karl Glazebrook和Ivan Baldry利用从恒星和星系中观测到的所有光线,计算出了宇宙的平均颜色。淡棕褐色,类似于带有奶油的咖啡。他们将这一颜色命名为宇宙拿铁色。

即使如此,宇宙拿铁也会逐渐变得冰凉。随着大型蓝色恒星的衰老和死亡,剩下的只有矮星的深红色光芒。最终,在数万亿年之后,即使它们也会熄灭,宇宙陷入黑暗——用时间涂抹整幅画作。

但就目前而言,造物主的画笔仍在为我们点燃出绚烂的光影。坐在火炉旁,抬头望向窗外深邃的夜空,轻轻啜饮奶油咖啡,知晓自己沐浴在宇宙的流光溢彩之中。此刻,我们凝结成名为《过去、现在和未来》的画卷中色彩夺目的一帧。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
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