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1 # j菸嘴
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2 # 量子科學論
說真的,其實在哈勃和斯皮策的共同努力下,我們已經離宇宙中的第一個星系或者是恆星很近了,目前最遠的星系距離我們330億光年,這個星系的光已經向我們傳播了134億年。你要知道宇宙的年齡才138億年左右,這已經很接近第一批星系了。
但是它並不是,在觀測早期宇宙時,目前確實是遇到了一些瓶頸,例如:裝置和技術上的問題。下面就詳細說下。
目前發現的最遙遠的星系走出地球,穿過夜空中的繁星,到達銀河系之外,這是一個浩瀚的宇宙。
我們看的越遠,看到的星系就越多。就我們目前的觀測裝置所取得的成果而言,看似黑暗無光的區域,在其背後充滿了大量的星系。如果我們觀察的時間足夠長,最終都會在望遠鏡中顯示出這些昏暗的宇宙島嶼。
我們曾經發現的最遙遠的星系:UDFj-39546284。其發出的光已經向我們傳播了134億年,目前距離我們330億光年,而宇宙中所有的物質在發出光的時候都只有3.7億年的歷史,或者說僅僅是宇宙現在年齡的2.6%。但這個星系只是目前的記錄保持者。我們的距離記錄在不斷的變化,因為事實是:我們還沒有探測到宇宙中的第一個恆星或星系。因為到目前位置,探測宇宙中第一批恆星和星系的觀測儀器,還沒有發射升空。
這可能有點違反直覺,為什麼我們現在看不到最遙遠的星系呢?如果我們把望遠鏡對準天空中的某個位置,經常超長時間的曝光,只要能收集到光線,難道看不見宇宙中最遙遠的星系嗎?
這是我們用哈勃太空望遠鏡經常乾的事情,也是我們發現一些宇宙記錄保持者最有效的方式之一。但是哈勃太空望遠鏡有個內在限制的,也可以說它不適合觀測遙遠的天體。望遠鏡和其他任何儀器一樣,都受到物理定律的限制。以望遠鏡為例,它受到了主反射鏡(即望遠鏡的集光能力)的大小和所能探測到光的波長的限制。使用望遠鏡觀察宇宙時,我們必須選擇在一個波長下進行觀測;如果在全波段下工作,望遠鏡就會被最強烈的其他訊號干擾。當我們用不同的波長觀察物體時,我們就會得到非常非常不同的外觀和屬性。這和遙遠的星系有什麼關係呢?事實證明,宇宙早期的星系和今天的星系沒有什麼大不同。它們仍然由恆星提供能量,絕大多數恆星仍然會在它們的核心將氫聚變成氦,它們仍然會像今天絕大多數恆星那樣發光。無論宇宙的年齡是現在的10%、1%還是0.01%,這都應該是正確的。
除了微小的細節外,恆星和星系在任何時間、任何距離都以幾乎相同的方式運作。
但是,儘管這些光源與我們附近的光源並沒有太大的不同,但它們要到達我們這裡,需要經歷了一段地獄般的旅程。首先,宇宙正在膨脹,這意味著星系離我們越遠,光線就會被拉伸或紅移得越多。為了到達我們的眼睛,光傳播的時間也越長,宇宙膨脹影響所有光子波長的時間就越長,如下圖所示。所以如果我們透過可見光,尋找一個非常非常遙遠的物體,我們只能看到它發射出的紫外線!有些天體的發出的紫外線會被拉伸成紅外線。而哈勃望遠鏡是為可見光觀測設計的,因此其所能看到的天體距離非常有限。如果距離更遠,還有其他更加嚴重的問題。
我們知道宇宙在最初的幾百萬年裡,根本沒有任何恆星。經過膨脹冷卻後才形成了中性原子。然後經過數百萬年的引力收縮,第一批恆星才得以形成。當恆星最終形成時,它們的星光就會遇到了一個不叫棘手的問題:無論光線朝哪個方向運動,都會撞上中性原子,然後被吸收。
那恆星的光如何才能自由傳播?我們如何看到第一批恆星呢?有兩個選擇!選擇一:等待來自恆星的紫外線重新電離宇宙,使宇宙變得透明,不再吸收可見光,然後我們就能觀察到,我們所能看到的最早物體的(紅移)光。這並不是一個很好的解決方案,因為如果要等待宇宙電離的話,這意味著我們看不到使用宇宙的第一個恆星或者星系。從天文學家的角度來看,中性氫非常煩人,因為它們特別擅長吸收一些特定波長的光。
而且光線紅移與中性氫協同作用,這意味著當光線到達我們眼睛的時候,幾乎所有的光線都消失了。紫外線消失了,可見光也消失了,甚至大部分的紅外線也消失了。宇宙在紅移6的時候才被重新電離了,而最初的星系可能在紅移20到30之間形成,而第一批恆星在紅移50到75之間形成。
下圖可以看到高紅移類星體的光線,基本上都處在了紅外波段。其他波長的光都被中性氫氣有效的“切斷”了。
所以,我們急需要建造一個更好的紅外望遠鏡來尋找這些更高紅移的天體,就能更早的捕捉到這些遙遠的天體。這就是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的計劃,它的靈敏度將是史上最靈敏紅外望遠鏡記錄保持者斯皮策的100倍。方案1的方法其實並不完美。如果我們想要真正的捕捉到宇宙的第一個目標,我們必須使用一個技術上我們還沒有準備好的技巧。
選擇二:
我們可以觀測人類肉眼無法看到的遠紅外波段,因為遠紅外線幾乎可以免疫中性氫!因此,這些遠紅外光可以離開最初誕生的恆星和星系,不受干擾地穿過中間的中性氣體,最終到達我們的眼睛。這些光線已經完全紅移到光譜的遠紅外波段範圍,甚至有部分(但不完全)已經進入了光譜的微波區域!
老實說,第一批恆星、星系的光沒有完全進入光譜的微波區是件好事,因為宇宙微波背景也在微波波段,並且充滿全天空,這會使恆星或星系發出的光完全無法探測到!
但是,我們能看到來自早期宇宙的遠紅外線嗎?
有件事情要知道:其實宇宙除了一個微波背景(CMB),還有一個紅外背景(CIB),我們現在還不知道如何在技術上處理或遮蔽這個紅外背景。
那麼這種紅外背景是從哪裡來的?我們知道對紅外線透明的中性氫非常善於吸收紫外線和可見光。它吸收這些光線以後,能量就會增加,而增加的能量就會以紅外線的形式再次輻射出去。
這就像地球表面一樣,會以紅外線的形式將能量輻射進太空。所以對紅外線透明的中性氫也是一個巨大的紅外線光源。
總結目前,我們還不知道,甚至在理論上也不清楚,如何在宇宙紅外背景下提取第一顆恆星的紅外訊號。
因此要真正談論宇宙的第一顆恆星、第一個星系,我們還有很長的路要走!就算詹姆斯·韋伯太空望遠鏡升空,想找到它們也並非易事。
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3 # 加點藍吧
不可能一個星系單獨形成,而是一批批形成的。而且很快。
與大批新恆星誕生有關的,是在前面大量超新星的爆發。其間隔時間可能以萬年以上計。
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4 # 彭曉韜
首先,宇宙是無始無終的。因此,不存在宇宙誕生後第一個星系!
其次,既然不存在第一個星系,當然也就無法找到它。沒有需要解決的問題或解決所有問題都不可能找到它!
再者,所謂宇宙誕生於138億年前是建立在錯誤的哈勃定律基礎上的。哈勃定律是哈勃假設天體紅移量均是由多普勒效應產生的,因此,天體紅移就意味著天體是遠離地球運動的。而實驗觀測發現天體紅移量與天體到地球的距離成正比,自然就會得出錯誤的結果:天體退行速度與天體到地球的距離成正比。但目前已有多種直接和間接證據表明:天體間的距離並非單純地彼此不斷加大戈或星光在星際空間無論運動多遠頻率都不會變化。哈勃望遠鏡拍攝到不少星系相互碰撞直接證明天體間的距離可以減少而非彼此不斷遠離!類星體存在多組紅移量不等的吸收譜線簇證明星光在長途旅行過程中,頻率在不斷降低而非不變!本人設計的《驗證哈勃定律正確性實驗方案》可用來驗證哈勃定律是否正確。希望有條件的單位能早日進行此項實驗工作。
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5 # 宇宙v空間
首先感謝邀請。我們的宇宙誕生於138億年前的大爆炸,如果沒有那場大爆炸,今天世界將不復存在,你我也不會出現。我們的宇宙是由物質構成,但是在以獨大不大之前買的之後的那一時刻物質並不存在,原因在於那時候宇宙的溫度非常的高。高達萬萬萬萬萬億攝氏度,而在這個溫度下原子也不會存在。
後來宇宙發生了降溫,原子在強烈的作用下相繼的誕生。這樣的話,我們宇宙誕生了早期的氫氣雲,由於恆星的誕生,我們宇宙中才開始有光,因此與都在大爆炸之後的那一段時間還是陷入一片黑暗的世界。後來氫氣雲在引力不斷的凝聚下,產生核聚變,最終誕生了恆星。而恆星由於質量比較大,它快速的燃燒,最終坍縮為一顆黑洞。
而隨著黑洞開始互相的吞噬,它的質量變得越來越大,最終,在暗物質的作用下星系出現了。想要去尋找宇宙中的第一個星期,這是不現實的。因為即便是相信也是成批出現,而星系的出現約為宇宙大爆炸之後的一年後,而那時候宇宙已經膨脹到一個非常恐怖的大小。
我們知道宇宙在加速的膨脹,而位於膨脹的邊緣區域,它的速度非常非常的快。按理說那你不應該存在的物質。所以呢?我們的銀河系並沒有在宇宙的邊緣,那麼我們的銀河系究竟在宇宙中的什麼位置也是一個不確定說法。不過如果有一天我們知道了我們的位置,我們或許就會知道宇宙的奧秘。
目前我們將我們所處的一個巨大的星系稱之為總星系,總星系只佔據了宇宙的1/3,而另外的2/3則是無盡的空間,而我們最遙遠的忘記哈勃太多,你所關注的最遠距離約為是131億光年,簡單的說,哈勃所看到的也是總星系的三分之一,因此我們根本沒有辦法尋找所謂的第一顆星系!
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6 # 棲雁林
宇宙誕生於138年前由能量無限大的一個奇點大爆炸誕生了宇宙,至於宇宙誕生生成的第一顆星球……這些知識都是書籍,網路,以及同學,朋友間的閒聊而得知,至於是否正確是無法驗證的,只能根據已得知的資訊將信將疑,因為宇宙真是無中生有,宇宙有過去嗎?宇宙有盡頭嗎?盡頭的外面是什麼?面對宇宙我們只能猜想。
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7 # 嵩山道士
目前來說只能用意象去想象,直觀是找不到的,而且,沒人知道宇宙有多大。將來也許會發現宇宙新的屬性,比如暗物質暗能量,也許會開拓出新的探索宇宙的途徑,那時也許會感覺到第一批星系的存在。
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8 # 譚宏21
宇宙不是起源一個“三無奇點”的爆炸。宇宙也不是在超光速膨脹著。如果宇宙按照神棍的說法是以67公里/秒膨脹幾光年空間(哈勃常數是67)的話,那麼,太陽系是不是要“扯蛋”,銀河系也要“扯蛋”;銀河系時空擴大了,還是太陽系時空擴大了?地球上的時間,現在比古代時間變慢了嗎?
現在滿世界散佈哈勃拍的xxx座,幾十億甚至上百億光年的星系、星雲照片,那個清晰度、那個細節,恨不得就是地球上雲彩中的飛碟照片。哈勃望遠鏡就是一光學鏡子,能把銀河系內的星星照見就已經不錯了,也就是說,它最多能拍到銀河系外幾百萬光年的星系照片。因為採用的技術仍然是經典干涉成像方法,其視場拉伸技術仍是經典資訊科技。據說又向太空發了一個更先進的比斯皮爾策鏡子還先進100倍的韋伯什麼望遠鏡。這些鏡子仍然是經典技術,拼口徑大小的。
如果天文望遠鏡還沒用上量子資訊科技,量子干涉技術和單光子分析技術,則只能拼口徑大小,仍然不會看清楚上億光年的星系(一個星光點就是一個比銀河系還大的星系),所發的百億光年的照片,還那麼清晰,純粹是騙人的!
首先,沒有所謂的宇宙誕生後的“第一批…”,宇宙就是宇宙,是自在地、永恆地、包括一切地存在。沒有什麼平行宇宙、高維宇宙、暗物質宇宙,如果有則就出現了邏輯不可知事物了,基本上把鬼、上帝、佛祖、玉皇大帝等,“不是東西”的玩意,全招來了!
其次,要想讓人類看的遠點,必須將量子資訊科技應用在天文望遠鏡上。望遠鏡的視場用量子光柵進行成像,量子干涉光譜資訊關聯,單光子探測進行光譜分析。
個人觀點,僅供參考。
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9 # 人類之源
我沒有時間和條件在這裡多說為什麼?我只說:宇宙(空間)是不存在"誕生"的,若要說誕生的話,那就是上代星際因大爆炸被毀滅,新的星際又開始形成的誕生。如果說要找第一星系的話,我想我們的銀河系不算第一也算第幾。之所以星系都由小變大,就是因為宏觀物質不斷地吸引微觀物質而吞噬狀大起來的。
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一般可觀察百億年前開外的早期星系(類星體)都是透過那個叫引力透鏡效應!發現這樣的星系其意義並不大!大爆炸假說如果成立,時空本身的膨脹一旦超過光速時間其實是禁止和倒退狀態存在的!你看到的未必是百億年前的光子!越遠的星系很有可能是越在遙遠的未來!假如宇宙並不是如主流認為的大爆炸開始的!而是不斷的“降維”出現的!那遙遠類星體只是更高維度的三維投影罷了!假如宇宙時空如氫爆甜甜圈運動結構!那些個所謂的遙遠星系只是能量密度相對集中的地方而已!所以尋找到初始星系意義並不大!最主要解決的是射電光學望遠鏡目鏡的大小問題!