http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/world/2010-11/06/c_12744942.htm北京時間11月6日消息,據國外媒體報道,一項新的研究顯示在大爆炸之後大約15億年,由于巨型黑洞釋放出的大量能量,年輕的宇宙經歷過一次大幅度的升溫過程。這一發現讓人意外,因為一般認為宇宙在形成之後會隨著時間冷卻。但此次研究人員報告說,他們發現大約在120億~100億年前,星係中心的大質量黑洞輻射出大量的紫外光,這些輻射加熱了彌漫于宇宙空間的氣體物質。
“在大爆炸之後的10億年,我們測得的溫度值是8000攝氏度,這是很涼快的溫度,”來自英國劍橋大學的喬治‧貝克(George Becker)說,他是此項研究的第一作者。“但是到了大爆炸之後約35億年,溫度卻攀升到了12000攝氏度。”
貝克和他的同事們測量了遍布宇宙的古老氣體雲的溫度。研究人員們指出,在宇宙形成早期,這些氣體雲的密度要遠高于現在,因為在那時很多物質尚未結合形成恒星和星係。
科學家們測量這些氣體雲溫度的方法是使用位于美國夏威夷莫納克亞山頂的10米口徑凱克望遠鏡對來自遙遠類星體的光進行分析,這是世界上口徑最大的光學望遠鏡之一。類星體被認為是隱匿于星係中央的黑洞,不斷吞噬周遭物質,並在此過程中發出強烈的紫外光和其他輻射。
由于這些遙遠天體發出的光需要很長時間才能抵達地球,因此我們所看到的是它們很久之前的景象。因此也可以說,天文學家們可以看到過去。
“散布于我們和這些類星體中間的氣體物質在這些光線中留下了它們獨特的印記,”貝克說。“通過對這些氣體物質如何阻擋我們對遙遠發光體的觀測,我們可以得到有關這些氣體的很多信息,比如它們的具體位置,它們的化學成分,以及它們的溫度。”
這些類星體發出的光線在抵達地球之前已經在茫茫太空運行了超過100億光年,也因此途徑了無數古老的宇宙氣體。通過分析,研究人員找到了確鑿證據證明在宇宙年齡為15億到35億年之間時,曾經經歷穩定的升溫過程。
科學家們認為這是一個大大的意外。因為隨著宇宙膨脹。這些氣體物質應當會逐漸冷卻。因此當時宇宙中一定發生了什麼大事,加熱了這些氣體。
“最可能的作俑者就是這些類星體本身,”論文合著者馬丁‧希奈爾特(Martin Haehnelt)說。他同樣供職于劍橋大學。“在宇宙的這一時期,類星體的數量逐漸增加,它們發出大量炙熱的紫外輻射,從而導致氣體受熱。”
研究同時指出,星際氣體雲的主要物質,自然界質量最小的元素之一:氦,在這一加熱機制中扮演了重要角色。
紫外線照射氦原子核,會使其釋放出電子,這些電子會轉而轟擊其他原子並在此過程中使氣體升溫。而一旦新鮮的氦原子核逐漸耗盡,宇宙又重新開始冷卻。天文學們目前的觀點是氦原子核的耗盡發生在大爆炸後大約35億年。此項研究報告將發表在近期出版的《皇家天文學會月報》。(晨風)