抬头仰望夜空,除了繁星点点,剩下的是一片漆黑。如果没有恒星、星系和其他所有已知能发出可见光的天体,宇宙本身会发光吗?天文学家数十年来一直尝试回答这个难题,然而没有人能说出个所以然。但现在,科学家终于有了一点眉目,不过也无法解释到底是什么。

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根据美国国家科学基金会(NSF)国家光学红外天文研究实验室(NOIRLab)的天文学家劳尔(Tod Lauer)及团队发表于《天文物理期刊》的一项研究指出,他们分析了NAS“新视野号(New Horizons)”探测器拍摄的一些“空白”区域图像。在排除了太阳光、银河系本身散射的光、探测器本身可能产生的杂散光、以及附近所有星系的光后,结果仍然会有大量无法解释的光线。

新视野号探测器于2006年发射的,目的是为了探索冥王星和柯伊伯带。在2015年飞越冥王星后往柯伊伯带方向前进,目前距离地球大约有64亿公里。这个距离很重要,因为它已远离了内太阳系,意味着探测器远离了主要的光污染源,基本上检测不太到来自宇宙本身的微弱光信号了。例如,在地球和内部太阳系周围,空间中充满了尘埃粒子,这些尘埃粒子被太阳照亮,在整个天空中产生了漫射的辉光。但是在新视野号当前位置,尘埃不是问题,而且太阳光照强度弱了很多。

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为了试图检测出微弱的宇宙辉光,劳尔团队分析了由探测器拍摄的照片,发现了很多存在空白区域的图像。然后进一步处理这些图像,以去除所有已知的可见光源。他们发现一旦它们去除了恒星发出的光,再加上银河系发出的散射光,以及相机产生的任何杂散光,图像上就会留下来自我们银河系之外的光。接着他们又把银河系外的光去掉,发现还有很多无法解释、未知的光。

更令团队惊讶的是,这些神秘未知光源的光量大约等于来自已知星系的所有光量。那些光从何而来呢?团队猜测也许在哈伯太空望远镜等仪器无法探测到的太阳系外,还有很多无法识别的星系,又或者可能有更多超出科学家预期的灰尘干扰了测量结果。或者更奇特的解释是宇宙有尚未发现的新现象会产生可见光,甚至可能与暗物质有关。

而想知道宇宙是由什么组成的,首先需要先了解宇宙有多少光,因此弄清楚神秘的未知光源非常重要。

那么宇宙本身会发光吗?

就目前的宇宙学而言,宇宙起始于138亿年前的大爆炸(Big Bang),爆炸之初先是经历了强子、轻子时期,然后进入了光子时期。虽然宇宙能量由光子主导,但那时宇宙温度即使冷却了很多也仍高达10亿K(kevin),因此即使有光,光也无法穿透密集的等离子体。直到38万年后,宇宙温度继续冷却到约3000K,原子核和电子开始结合成原子,大爆炸中形成的所有光子都可以自由流动了,形成了宇宙微波背景(CMB),也就是宇宙中的第一缕光。

光是一种能量,不被肉眼所见,我们所见的光的颜色是由它的波长决定。事实上,没有光就没有颜色,同时并非所有的光都一样。另外在2002年的一份研究显示,科学家整合了宇宙中所有恒星、星系发出的光,算出了宇宙当前平均的颜色为淡棕褐色。不过随着时间的消逝,宇宙的一切终将回归黑暗。