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第一種在宇宙中出現的顏色是什麼,色彩如何揭示演化的不同階段?

  • 由 環球科學貓 發表于 綜合
  • 2022-04-16
簡介如何計算當前宇宙的平均顏色在宇宙的第一種顏色出現之後的數億年時間中,宇宙的冷卻和擴張一直持續著,而橙色的光芒也隨著時間而逐漸微弱,並在最後消失的時候發紅、直至徹底褪色為黑色

暖白射線是什麼顏色

作者:文/虞子期

從我們伴隨著啼哭聲第一眼看到這個陌生的世界開始,便被充滿各種顏色的生活環境所包圍,並伴隨著成長的積累,我們逐漸可以識別越來越多的顏色。但就色彩的本質而言,它不過是光的各種現象,因為,在我們的眼中,不同波長的電磁波會呈現出不同的顏色。而色彩的存在並不侷限於我們所生活的這個星球上,比如,在神秘的宇宙世界中,同樣也充斥著豐富多樣的絢爛色彩。

第一種在宇宙中出現的顏色是什麼,色彩如何揭示演化的不同階段?

雖然,在我們平日裡的肉眼觀測條件下,天上的星星和月亮看上去似乎都是白色,但這並不是地外宇宙世界中真實色彩的模樣。簡單而言,宇宙中存在的顏色主要分為兩種,一種是人眼可識別的顏色,而另一種則是無法直接看到的顏色,它們或許誕生於當下,也可能源自於古老的宇宙早期。除了伽馬射線和X射線的閃光之外,更有宇宙微波背景隱約存在的光芒,以及強大的無線電脈衝。不管是散發著深紅色光輝的氫雲,還是呈現出藍白色閃爍光芒的年輕恆星,我們無法觸及的宇宙空間其實正沐浴在一片光海之中。

第一種在宇宙中出現的顏色是什麼,色彩如何揭示演化的不同階段?

宇宙中的第一種顏色是什麼

眾所周知,當前的宇宙空間裡遍佈著具有不同特性的天體,它們散發著各種深淺不一的色彩,那麼,你可知道在這些顏色出現之前,宇宙中出現的第一種顏色是什麼?這的確是一個有意思的話題,因為它會涉及到宇宙的誕生和演化過程。或許你有所不知,早期的宇宙具有溫度比較均勻的特徵,其光的分佈特徵被科學家們稱為黑體的波長分佈。就我們以往的常識而言,大部分物體獲取顏色的方式,都依賴於其本身製造材料的型別。

第一種在宇宙中出現的顏色是什麼,色彩如何揭示演化的不同階段?

而黑體就有所不同了,因為它的顏色僅被溫度左右,比如,當黑體周圍環境的溫度在3000K左右時,便會散發“橙白色”的光芒,其亮度大約等同於60瓦左右的暖光燈泡所散發出的光芒。事實上,當我們的眼睛在感知色彩的時候,會因為對黑暗的適應能力有所不同,以及實際顏色的亮度而受到影響,所以往往不能非常準確的看到真實的顏色。倘若我們可以回到宇宙中散發出第一縷光的時刻,那麼,我們能夠看到的宇宙中的第一種顏色,應該會與火光的橙色光芒類似。

第一種在宇宙中出現的顏色是什麼,色彩如何揭示演化的不同階段?

宇宙中的顏色與演化過程有關

早在與我們相隔遙遠138億年前,發生了大爆炸的宇宙開始變得炎熱而密集。在關於大爆炸事件的所有描述中,從黑暗的海洋中升起的明亮光芒,便是對其最為形象的描述,雖然準確來說這樣的描述畫面並不是那麼準確。大爆炸的本質,實質上是充滿能量的原始空間被不斷擴大,而不是發生在一個空曠的空間之中。在一開始的宇宙中,極端的高溫環境導致其中並沒有任何光源存在,而光子出現的必要條件,便是宇宙首先需要冷卻下來。

第一種在宇宙中出現的顏色是什麼,色彩如何揭示演化的不同階段?

當宇宙的冷卻時間達到一秒鐘,宇宙便會在之後的10秒鐘時間裡進入所謂的光子時代,整個空間中遍佈著光子、原子核,以及電子的等離子體形態。而中子和質子也隨之而冷卻到了由氦和氫構成的原子核中,此時宇宙中的溫度則保持在10億度左右。然而,由於溫度很高的光子時代,讓任何光線都難以穿透其密集的等離子體,因而,即使有光的存在,我們的眼睛也無法看到這些顏色到底是什麼。

直到時間過去了38萬年,原子透過冷卻的電子和原子核結合而成,宇宙中才有了顏色的出現。在此時的透明宇宙中,我們可以觀察到一個特殊的宇宙雲,它是由8400萬光年的氫和氦所構成,而那些形成於大爆炸過程中的光子,便可以在這樣的時空中自由流動。而如今呈現在我們眼前的宇宙微波背景,光輝已經在數十億年的時間之後演變為目前的溫度,從其首次出現時宇宙的3000K溫度,到僅高出所謂絕對零值的3度左右。

第一種在宇宙中出現的顏色是什麼,色彩如何揭示演化的不同階段?

如何計算當前宇宙的平均顏色

在宇宙的第一種顏色出現之後的數億年時間中,宇宙的冷卻和擴張一直持續著,而橙色的光芒也隨著時間而逐漸微弱,並在最後消失的時候發紅、直至徹底褪色為黑色。時間大約又過了4億年,此時誕生的第一批恆星發出了新的藍白色光芒,宇宙開始因為恆星與星系的誕生和演化而呈現出了各種新的色彩。或許很多人並不瞭解,早在2002年的時候,就有科學家根據我們目前觀測到的星系和恆星資料,計算出了當前宇宙的平均顏色是什麼。

第一種在宇宙中出現的顏色是什麼,色彩如何揭示演化的不同階段?

而這種計算出了的平均顏色,竟然與我們平時飲用的帶有奶油的咖啡顏色相似,也就是所謂的淡棕褐色,因而,當前宇宙的平均顏色也被科學家們稱為“宇宙拿鐵”。當然,隨著那些超大質量的藍色恆星進一步演化,它們最終都將走向衰老、甚至死亡。所以,這樣的顏色也只會在宇宙中維持一段時間,僅保留下具有深紅色光芒的矮星,而在數萬億年後,宇宙又將再次變成一片黑色的海洋。

第一種在宇宙中出現的顏色是什麼,色彩如何揭示演化的不同階段?

時間這個東西,會在讓所有顏色逐漸消退的同時,將我們所有人都拉入黑暗之中。當然,我們不需要為此而擔心,至少,就目前的情況來說,宇宙中的天體們並沒有停止為我們描繪這幅絢麗多彩的宇宙之畫。如果此時的你正喝著奶油咖啡,不妨抬頭看一看窗外的夜空,因為你杯子裡的顏色,就和此時的宇宙一樣。不管是渺小的我們、還是龐大的宇宙空間,都正沐浴在各種色彩之下,並且,這一點在過去、現在和未來都不會發生改變。

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