宇宙中最初的光芒亮起时

正如许多宇宙学家喜欢指出的那样，宇宙大爆炸并非“轰轰烈烈”。没有任何东西爆炸。但这并不意味着它不是一个繁忙而激动人心的事件。暴胀的涌动是强大的能量释放，其中当然包括光。然而，早期宇宙所包含的能量之大，以至于光甚至无法逃逸。光要被望远镜或任何物种的眼睛看到，它需要能够从其源头传播到观测者。

但当宇宙刚刚存在时，它被过于活跃的粒子阻塞，光无法穿透。想象一下婴儿时期的宇宙，就像一位技艺高超的弹珠玩家，将光子来回抛掷，永不让它们自由地洒落到太空中。在这种情况下，挡板和操纵杆是密集的电子海洋，它们通过不断地以随机方向吸收和重新发射光来塞满宇宙，使宇宙处于黑暗之中。

婴儿时期的宇宙并非如今这样井然有序的系统。如今，物质会聚集。是的，聚集形成恒星和行星，但也聚集形成更小的单位，如分子，甚至是中性原子；即一个带有正电原子核，周围环绕着轨道的电子的熟悉模型。

然而，当宇宙初生时，这种层级结构尚不存在。电子和质子在充满剩余能量的粒子汤中自由流动。宇宙花费了大约四分之一到半百万年的时间才平静下来，足以使质子和电子配对。宇宙学家将这个时代称为复合时期，但它并没有什么“再”的成分。这是基本粒子第一次结合形成原子。

一旦它们结合，弹珠游戏就停止了，光得以在宇宙中自由穿梭，宇宙终于形成了如今普遍存在的真空空间。但那时只有一种光存在：来自宇宙大爆炸的能量噼啪声，虽然已经古老，但直到那时才得以传播。宇宙刚刚凝聚到足以形成原子，而发光的恒星仍然是遥远的星系。

因此，在宇宙大爆炸的辉煌消退后，宇宙又陷入了黑暗，持续了大约 4 亿年。

二次发光

宇宙还有很多需要沉淀的地方。天体物理学家会告诉你，冷气体是制造恒星的关键，自古以来都是如此。而宇宙大爆炸本身就非常炽热。它产生的物质需要数千年才能沉淀到足以形成最简单的原子，即一个质子和一个电子结合形成氢。要让这些原子结合，让引力发挥作用并开始坍缩氢气云，则需要更长的时间。

但最终，与今天相同的过程开始出现：原子冷却下来，不再因为自身热量而疯狂翻腾。物质团块形成，然后引力接管，吸引更多物质。在那个时代，氢和氦几乎是宇宙中唯一的构成物质。早期宇宙的构成大约是 75% 的氢，25% 的氦，以及少量的锂和铍（也就是说，对于查阅元素周期表的人来说，是第一到第四号元素）。这是按质量计算的。如果你想知道原子数量，比例会更不均衡，因为氢比氦轻。按原子数量计算，比例更像是 92% 的氢和 8% 的氦，同样只有少量的其他元素。

这意味着最早的恒星非常纯净。更重要的是，那时只存在这些以气体形式漂浮的元素。像如今散布在我们宇宙中的尘埃那样的大分子还没有来得及积累。这使得气体云更难冷却。这意味着当氢形成团块时，需要真正巨大的云团才能充分压缩形成恒星。因此，第一批恒星是庞然大物。科学家们对于它们到底有多大意见不一。但保守的估计认为它们大约是太阳质量的 30 倍，更有可能达到 300 倍。更极端的估计高达 1000 倍太阳质量。

在宇宙中留下印记

像这样的恒星会比太阳更炽热，这反过来会释放出大量的紫外线辐射。当科学家们寻找这一代恒星（令人困惑地称为 III 型星）时，他们寻找的是恒星周围闪耀的紫外线所留下的指纹。有些人甚至声称已经发现了它，仅在宇宙大爆炸后 1.9 亿年，这是科学家们预期的宇宙年龄的一半。

所以，宇宙孕育了巨大的恒星，它们在短短数百万年内就迅速燃烧完了它们近乎纯净的氢燃料。物理学要求恒星质量达到大约 100 太阳质量后，就注定以超新星的形式结束生命。所以这些庞然大物确实爆炸了，将大量的重元素释放到宇宙中，污染了它，并永远改变了宇宙的组成。

这些巨大的恒星和它们产生的黑洞吸引了更多的恒星聚集，第一批星系开始出现。各种大小的恒星在新的恒星托儿所中诞生。我们现在所知的宇宙终于开始显现。