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全球天文学家们将宇宙中性氢气再电离时代的结束时间定在大爆炸后约11亿年 。 当第一代恒星在宇宙黑暗时代之后形成时 ， 再电离时代就开始了 ， 这是一个很长的时期 ， 当时宇宙中只有中性气体 ， 没有任何光源 。 这一新发现解决了一场持续了二十年的争论 ， 这场争论源于67个类星体的辐射特征 ， 这些类星体上有光在到达地球之前穿过的氢气的印记 。 确定再电离源时期之后 ， 科学家们就可以研究第一批恒星和星系是如何在这一时期蓬勃发展的 。
从宇宙诞生到现在 ， 宇宙经历了不同的阶段 ， 在大爆炸之后的38万年里 ， 它是一种热而稠密的电离等离子体 。 在这段时间之后 ， 它冷却到足以使充满宇宙的质子和电子结合成中性氢原子 。 在这些黑暗时代 ， 宇宙在很大程度上没有可见光源 。 大约一亿年后 ， 随着第一批恒星和星系的出现 ， 这些气体再次被恒星的紫外线辐射逐渐电离 。 这一过程将电子与质子分离 ， 使其成为自由粒子 。 这个时代通常被称为宇宙黎明时代 ， 现在星系间扩散的所有氢 ， 即星系间气体 ， 都被完全电离 。
今天 ， 由德国和美国科学家组成的团队准确地将再电离时代的结束时间定在大爆炸后11亿年 。 科学家们解释说：“我对宇宙起源所经历的不同阶段的想法非常着迷 ， 能为我们了解宇宙历史贡献一个新的小部分 ， 我感到非常荣幸 。 ”另一位参与本次研究的科学家们解释：“直到去年 ， 普遍的看法是 ， 再电离早在近2亿年前就完成了 。 现在 ， 我们有最有力的证据表明 ， 这一过程结束得要晚得多 ， 考虑到大爆炸以来的数十亿年 ， 这次修正可能显得微不足道 。 然而 ， 再过几亿年就足以在早期宇宙进化中诞生几十代恒星 。 ”
为了研究宇宙何时完全电离 ， 科学家们采用了不同的方法 ， 之前科学家们使用的都是在21厘米谱线上测量中性氢气的印记 。 而这次科学家们分析了从强背景光源接收到的光 ， 他们使用了67个类星体 ， 这些类星体是围绕在遥远活动星系中中央大质量黑洞周围的明亮热气盘 。 通过观察类星体光谱 ， 天文学家发现了光线似乎缺失的模式 ， 这就是科学家所说的吸收线 ， 中性氢气在从光源到望远镜的过程中吸收这部分光 。 这67个类星体的光谱具有前所未有的质量 ， 是本次研究的关键 。
该方法涉及观察相当于121.6纳米波长的谱线（一纳米是一米的十亿分之一） 。 该波长属于紫外线范围 ， 是最强的氢谱线 。 然而 ， 宇宙膨胀使类星体光谱向波长越长的方向移动 ， 光传播的距离越远 。 因此 ， 观察到的紫外线吸收线的红移数据可以转化为与地球的距离 。 在这项研究中 ， 当紫外线到达望远镜时 ， 这种效应将其移动到红外范围 。 根据中性和电离氢气之间的分数 ， 吸收程度 ， 或相反 ， 通过此类云的传输达到特定值 。
【重要进步，科学家确定宇宙再电离时期的具体时间是大爆炸后11亿年】
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