宇宙为什么是透明的？能量从何而来？

<p>　　<strong>文章来源：太空联盟space_union微信公众号</strong></p><p>　　科学家终于可以解释，为什么宇宙有足够的能量，使它变得透明。</p><p>　　加州大学河滨分校（Universityof California， Riverside）的一位助理教授及合作者发表了两篇论文，解释了为什么宇宙有足够的能量变得透明。该校物理与天文系助理教授Naveen Reddy领导了这项研究，成为第一个如何利用星系气体物质衡量星际尘埃数量的定量研究。</p><p>　　分析表明，星系中的气体像“尖桩篱笆”，有些区域几乎没有气体，是透明的；而有些区域存在大量气体，由于气体的电离辐射而变得模糊。这些研究最近发表在《天体物理学杂志》上。</p><p align="center"> <br>Credit： NASA/CXC/M.Weiss</p><p>　　氢的电离非常重要，因为它关乎星系的形成和演化。科学家特别感兴趣的领域，是估算各类天体对电离辐射的贡献，如恒星和黑洞。</p><p>　　大部分研究表明，在宇宙演化的早期，黯淡的星系会产生足以让气体电离的辐射。此外，有研究认为，星系中逃逸出来的电离辐射量，取决于星系自身含有的氢原子量。</p><p>　　Reddy研究组发展了一种理论模型，它通过星系光谱的“红”或暗，直观地测量星系发射电离辐射的数量。 此外，通过直接测量电离逃逸部分，这一模型还能用于估算宇宙大爆炸以来20亿年间固有电离光子的产生速率。</p><p>　　该模型的实际应用，对解释宇宙“黑暗时代”的逃逸辐射至关重要。而未来将要建设的30米口径望远镜将推动这一研究。美国国家航空航天局正在研制中的詹姆斯韦伯太空望远镜，是接替哈勃太空望远镜的下一代轨道天文台。利用詹姆斯韦伯太空望远镜，可以观测到很多地面目前无法实现的天文现象。</p><p>　　利用这项研究，可以回溯宇宙大爆炸发生后40万年的情景，那时的宇宙刚刚进入了“黑暗时期”，星系和恒星还没有从暗物质、氢和氦中诞生。</p><p>　　几亿年后，宇宙进入“再电离时期”。氢和氦在暗物质的引力作用下，聚合形成了恒星与星系。大量紫外线（光子）放射出来，将周围中性环境的电子剥离，这一过程称为“宇宙再电离”。</p><p>　　再电离的主要特征，是宇宙中的氢原子发生了电离，这是目前天体物理研究的主流领域。电离使宇宙对光子而言变得完全透明，光源发出的光线可以在宇宙中几乎畅通无阻地无限传播。</p><p>　　这一研究的科学数据源于W.M.Keck天文台的低分辨观测图谱。研究的合作者还有Charles Steidel （加州理工学院）） 、Max Pettini （剑桥大学）、Milan Bogosavljevic （贝尔格莱德天文台）、Alice Shapley （加州大学洛杉矶分校）。（译文：颜磊 来源：加州大学河滨分校 责编：寒凌旭 审校：郑永春）</p><br>