我们的宇宙现在是什么样的？我们的宇宙是怎么来的？我们的宇宙未来会怎样？这些三大问题|132亿年前“黑暗时代”：52个亚毫米级星系，让我们成功窥探过去我们的宇宙现在是什么样的？

我们的宇宙现在是什么样的？
我们的宇宙是怎么来的？
我们的宇宙未来会怎样？

文章图片
这些三大问题，既是哲学话题，更是让无数天文物理学家们为之奋斗终生的终极科学课题！

文章图片
而对于第二个课题，最近天文物理学家们，又有最新的突破了！就像地球考古学家那样，通过古遗迹的文物化石，不仅能复原、反推在历史过去，曾经真实演绎发生的故事。天文物理学家，也可以从遥远的太空深处，经过漫长岁月传递过来的微弱光线、各种无线电波信号、甚至是宇宙大爆炸时期的原初引力波，完成时光穿梭，重塑模拟这个宇宙曾经发生着怎么样的故事。

文章图片
比如，通过人类已部署在太空中、目前最先进的望远镜——哈勃，人们可以看到最遥远的天体MACS1149-JD ，这个距地约132亿光年的星系，浮现于哈勃极深空望远镜(XDF)的图像中！
透过它，我们似乎看到了宇宙大爆炸后大约10亿年，也就是天文宇宙学家一直念叨的宇宙“黑暗时代” 。它到底是不是我们之前所设想的那个样子：充满了氢的气体云、这些气体云有时候还遮蔽了可见光和红外线。

文章图片
因为，按照目前的天文物理学术界，比较主流的学术看法：在宇宙大爆炸，催生了夸克的组合单元——质子和中子，而这些物质的基本单元的“约会”、亲密组合在一起，慢慢形成了氢原子、氦原子……接着，它们继续像搅拌机里浓稠的果汁，混合在一起时，在高温高压条件下，凝聚出如今所熟知的元素周期表。
所以，宇宙大爆炸1亿年后，这个宇宙世界，大量的原始物质还是由原始的氢气、氦气和微量的轻金属所组成。特别是宇宙第一批恒星，她们的金属含量都极其低。

文章图片
那这些与今天的恒星大不相同的种子恒星，到底是怎么形成的呢？诞生形成后，又如何演绎宇宙的神奇故事呢？
科学家们，通过最高灵敏度的太空望远镜对遥远星光的观测，实现了信息与数据的原始收集。同时，他们将人类所掌握的天文、物理和计算机技术结合在一块，用被誉为世界最快的学术超算计算机Frontera、圣迭戈超级计算机中心(SDSC) ，以及Stampede2超级计算机，这样庞大的数据与计算能力，去模拟推算宇宙中第一批恒星——暗超新星，它们的形成演化机制。

文章图片
【我们的宇宙现在是什么样的？我们的宇宙是怎么来的？我们的宇宙未来会怎样？这些三大问题|132亿年前“黑暗时代”：52个亚毫米级星系，让我们成功窥探过去】很显然，今天的天文学家，所能观测到的、“看到”这些恒星的组成。实际上，它们或许就是第一代恒星中较重元素核合成(融合)的结果。

文章图片
通过超级计算机模拟，科学家重塑了这过程：宇宙中第一颗恒星形成，再通过第一颗超新星喷射出来的粒子的混合和回落，从而增加了碳含量，慢慢又形成的低金属含量的恒星。可即便是如此，这些低金属含量的恒星，相比我们今天的太阳，它的铁含量，仅是后者的十亿分之一。