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最后的散射时代
大爆炸发生38万年后,宇宙的温度下降到约3000摄氏度,足以让电子和原子核结合形成第一个原子。这是宇宙历史上的一个关键时刻,之所以这么说有以下几个原因。
自由电子非常容易与光子发生相互作用,所以在宇宙的年龄达到38万年之前,对应每一个物质粒子的100亿个光子在物质形成团块之前就会将其炸开。然而,电子一旦被安全地锁在原子内部,就很难与光子相互作用了。这意味着,历史上第一次,引力可以成功把物质拉到一起,创造出星系团这样的宇宙结构的“种子”。
当电子没有被约束在某一个原子内部,表现为自由电子的时候,会不断地使光子散开,并疯狂地在空间中做折返运动。
起雾的时候,水滴对光子也起到类似的作用,这种现象被称为“散射”。所以,当光子遇到自由电子发生类似“散射”的现象时,宇宙就像大雾天一样是不透明的;而一旦电子被锁在了原子里,宇宙就变得透明了。此时光子第一次可以沿直线传播。于是乎,“最后的散射时代”的光子从那以后在太空中畅通无阻地穿行了138.2亿年,最终作为宇宙背景辐射呈现在我们面前。
我们用望远镜回望过去,看到宇宙在大爆炸的迷雾背后若隐若现,就像在浓雾弥漫的海面上行驶的巨型油轮,在海面留下斑斑点点的油迹。
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