大爆炸后第一个十亿分之一的万亿分之一的万亿分之一秒,宇宙发生了什么?
这个问题听起来荒诞,毕竟那是138亿年前的事,而且时间短到人类连单位都得叠三层。但NASA刚刚完成的一件事,让我们离答案更近了一步。
2025年12月,一台叫SPHEREx的太空望远镜完成了它的第一张全天图。用6个月时间,它把整个宇宙用102种不同颜色扫描了一遍。注意,不是拍了102张照片,而是每一个方向都用102种颜色看了一遍。这意味着它实际上制作了102张完整的星空天图,每张天图记录的都是不同波长红外光下的宇宙模样。
你可能会问,为什么需要这么多种颜色?
因为宇宙的不同部分,在不同颜色的光里会露出完全不同的面目。那些孕育恒星和行星的尘埃云,在某些波长下亮得刺眼,在另一些波长下却完全隐形。每一种颜色的光,都像一把不同的钥匙,能打开宇宙某个特定侧面的秘密。
SPHEREx的绝活就在这儿。它每天绕地球飞14圈半,从北极飞到南极,每天拍摄大约3600张图像。而它的6个探测器,每个都配备了一个特殊设计的渐变滤镜,包含17种颜色。6乘以17,正好102种。这样每拍一张照片,就同时记录下了102种颜色的信息。
这种能力让它成了望远镜界的螳螂虾。螳螂虾的眼睛能分辨十几种颜色,远超人类的三种,而SPHEREx更夸张,它能用102种颜色看整个天空,既能看到惊人的多色细节,视野还极其宽广。
但收集这么多颜色不是为了好看。科学家要用这些数据干一件更疯狂的事:给数亿个星系定位,不是平面地图,而是三维地图。
以前的观测已经记录了这些星系在天空中的位置,但SPHEREx要测量它们离我们有多远,从而绘制出宇宙的立体结构图。有了这张图,科学家就能看到星系在宇宙中是如何成团、如何分布的,那些分布的细微差异里,藏着宇宙婴儿时期的记忆。
这就回到了开头那个问题。宇宙大爆炸后那个短得无法想象的瞬间,发生了一场叫作暴胀的事件。在那一刻,宇宙膨胀了一万亿的一万亿倍。这是宇宙历史上绝无仅有的一次剧变,此后再未发生过类似的事。正是那次暴胀,给宇宙的结构打下了底色,决定了今天我们看到的星系为什么是这样分布的。
SPHEREx测量的星系分布图,就是在追踪那次暴胀留下的痕迹。这就像看一张脸上的皱纹,能推测出这个人年轻时发生过什么。宇宙的皱纹,藏在数亿个星系的排列方式里。
而这还不是全部。SPHEREx的另一项任务是在银河系里寻找生命的关键成分,比如水。它会追踪这些物质在恒星形成区域的分布,帮助我们理解行星系统是如何诞生的,生命所需的原料又是从哪里来的。
更妙的是,这些数据完全免费向全世界开放。任何科学家、甚至任何对宇宙好奇的人,都能去下载这102张星空地图。每个天文学家都能从中找到有价值的东西,因为这本质上是102个全新的宇宙视角,每一张都包含着独特的信息。
这台望远镜将在两年的主要任务期内再完成三次全天扫描。每次扫描的数据叠加起来,测量精度会进一步提高。到那时,我们对宇宙的理解又会深入一层。
从大爆炸后那个不可思议的瞬间,到今天我们脚下这颗孕育生命的星球,中间隔着138亿年的演化历程。SPHEREx用102种颜色,为我们照亮了这条漫长道路上的一些关键节点。那个十亿分之一的万亿分之一的万亿分之一秒的宇宙婴儿时期,正通过数亿个星系的排列方式,向我们诉说着它的故事。
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图片视频来源:NASA/JPL-Caltech
信源:NASA喷气推进实验室官网新闻稿
