从年轻恒星的蓝白色闪烁到氢云的深红色辉光,宇宙沐浴在一片光海中。除了人眼所见的颜色之外,还有X射线和伽马射线的闪光,强大的无线电脉冲以及宇宙微波背景隐隐存在的光芒。宇宙充满了看不见的,古老的和新的颜色。但是在所有这些之中,有一种颜色出现在所有其他颜色之前,这是宇宙的第一种颜色。
宇宙始于亿年前的大爆炸。大爆炸通常被形象地看作是从黑暗的海洋中出现的灿烂的光芒,但这并不是一幅准确的图画。大爆炸没有爆炸到空旷的空间,大爆炸是一个充满能量的扩展空间。
起初,温度是如此之高,以至于不存在光。在光子出现之前,宇宙必须冷却一下段的时间。大约10秒钟后,宇宙进入了光子时代。质子和中子已经冷却成氢和氦的原子核,空间充满了原子核、电子和光子的等离子体。当时,宇宙的温度约为10亿开氏温度。
但是即使有光,也没有颜色。颜色是我们可以看到的东西,或者至少某种眼睛可以看到的东西。在光子时代,温度是如此之高,以至于光无法穿透密集的等离子体。直到原子核和电子冷却到足以结合成原子的时候,颜色才会出现。宇宙花了38万年才冷却到如此地步。
△宇宙微波背景
那时,可观测到的宇宙是一个由万光年宽的氢和氦组成的透明宇宙云。大爆炸中形成的所有光子最终都可以自由流过时空。
这就是我们现在所看到的宇宙微波背景-宇宙最终可以被看到时的光晕。数十亿年以来,辉光已经冷却到现在的温度,其温度比绝对零值高出不到3度。当它第一次出现时,宇宙要温暖得多,大约3,K。早期的宇宙充满了明亮的温暖光芒。
早期整个宇宙的温度几乎是均匀的,其光的波长分布称为黑体。许多物体的颜色是由它们的材质决定的,但是黑体的颜色仅取决于其温度。约3,K的黑体会发出明亮的橙白色光芒,类似于旧的60瓦灯泡的暖光。
△黑体的颜色取决于其温度。
人类看不到非常准确的颜色。我们感知的颜色不仅取决于光的实际颜色,还取决于其亮度以及我们的眼睛是否适应黑暗。如果我们能回到那第一缕光的时刻,我们可能会感觉到类似于火光的橙色光芒。
△早期宇宙的更准确的颜色
在接下来的几亿年中,随着宇宙的不断扩张和冷却,微弱的橙色光芒将逐渐消失并发红。最终,宇宙将褪色为黑色。大约4亿年后,第一批明亮的蓝白色恒星开始形成,并出现了新的光。随着恒星和星系的出现和演化,宇宙开始呈现出新的颜色。
在年,KarlGlazebrook和IvanBaldry计算了我们今天从恒星和星系中看到的所有光的平均颜色,以确定宇宙的当前颜色。原来是淡棕褐色,类似于带有奶油的咖啡色。他们将颜色命名为“宇宙拿铁”。
△宇宙的当前颜色
即使这种颜色也只能持续一段时间。随着大型蓝色恒星的衰老和死亡,只有矮星的深红色光芒会保留下来。最终,在数万亿年之后,即使它们的光也将消失,宇宙将变成一片黑海。所有的颜色都会随着时间消逝,而时间会使我们所有人陷入黑暗。