吧务
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科学版的《创世纪》告诉我们，宇宙起源于137亿年前，而宇宙中的第一代“居民”——恒星——则要等到大爆炸之后大约1亿年才会闪亮登场。即便根据恒星的标准，第一代恒星也都是“巨人”。它们要比现如今的任何一颗恒星都更大、更亮、燃烧得也更快。
不过，如果有关恒星形成的一个新理论是
正确的
话，那么第一代恒星会比科学家们先前想象得还要更奇特，原因就在于它们和暗物质之间的相互作用。暗物质是一种不可见的“物质”，它们占据了宇宙物质的80%。
类似我们太阳的恒星通过把较轻的元素聚变成较重的来与其自身巨大的引力相抗衡免于坍缩。但物理学中一些最流行的理论认为，组成暗物质的粒子同时也是自身的反粒子。这就带来了一种有趣的可能性，第一代恒星的能源可以源自聚集在其核心处的暗物质的自湮灭过程。这些“暗星”的温度要比由核聚变维系的恒星低，但个头会更为庞大。“它们仍然是恒星，主要由氢和氦组成。暗物质的比重小于总质量的1%，”美国密歇根大学的Katherine Freese说。
Freese和美国犹他大学的Paolo Gondolol以及加州大学圣克鲁兹分校的Doug Spolyar一起于2006年首次研究了暗星。他们说，如果暗星存在，它们会通过推迟第一代“正常”恒星——被称为星族Ⅲ——的形成10亿年来改变早期宇宙中的化学组成。暗星同时还能解释为什么超大质量黑洞能在大爆炸之后不久如此快速地形成。
什么是暗物质？
科学家还没有确认暗物质粒子的属性，但许多物理学家认为它们是弱相互作用大质量粒子。超对称理论预言了这些飘渺的粒子，它同时还提出所有已知的粒子都具有大质量的伙伴粒子，其中的绝大部分自大爆炸以来就已经衰变了。因为幸存的弱相互作用大质量粒子和会普通物质仅仅通过弱核力和引力——自然界中最弱的两种力——发生相互作用，所以要想探测这些粒子是极其困难的。
暗星演化
在大爆炸之后，宇宙是一片由均匀分布的粒子组成的海洋，没有结构，没有光亮。这些粒子中有一小部分是我们熟悉的普通重子物质，但其余的绝大部分则是暗物质。随着时间的流逝，暗物质粒子并合形成了复杂的蛛网状结构，其中的细丝会相交形成结点——暗物质晕。受到大质量晕的引力吸引，重子物质会沿着这些纤维状结构运动，并且在晕中聚集成气体云。它们会在自身的引力作用下坍缩成发光的气体结，形成第一代的原恒星。随着原恒星质量的增大，体积会不断减小，直到它们的核心达到了能启动核聚变的临界密度和温度。
在这一标准图像中，暗物质晕就是恒星的温床，正是在那里重子物质得以聚集并最终孵化出恒星，不过暗物质并没有直接影响恒星的形成。然后，Freese以及同事提出的计算机模型正在挑战这一观点。“在标准模型中，一片原恒星云会坍缩直到它体积、密度和温度足以点燃核聚变，”Freese说，“我们要说的是，这里存在一个中间阶段，在很长的一段时间里暗物质可以为它提供能量。”
在这部修改过的恒星演化史中，暗物质不再仅仅是第一代恒星登场演出的背景。早期宇宙中暗物质的空间密度要比现在的高得多，因为当时的宇宙仍处于膨胀的早期比现在要小得多。因此第一代恒星会沉浸在暗物质中。像风一样，暗物质也会吹拂着第一代恒星。第一代原恒星会吸引暗物质粒子并把它们聚集到自己的核心。如果原恒星中暗物质的密度超过了一定的阈值，这些粒子就会碰撞并且自湮灭发射出高能光子、中微子和电子。在暗物质自湮灭的过程中，物质会以比普通核反应高得多的效率转化成能量，因此少量的暗物质就能为整颗恒星提供能量。
重要的是，暗物质的“燃烧”可以阻止原恒星进一步引力坍缩，在它的核能引擎被启动前的胚胎期使之“冻结”。结果是，暗星会异常的庞大，比正常的星族Ⅲ还要巨大。它们的直径可以从1个天文单位（日地平均距离）到大约30个天文单位——相当于从太阳到海王星的距离。同时，鉴于一颗正常的星族Ⅲ恒星可以达到100个太阳质量，最近的研究认为，最大的暗星质量也许会在1,000～10,000个太阳质量之间。暗星看上去会呈类似太阳的橙黄色，但由于其巨大的表面积它们中最大的可能会比太阳亮上十亿倍。“相比之下，标准星族Ⅲ恒星的温度会更高、颜色也更蓝，”Freese说。
2012年01月31日 11点01分
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不过，如果有关恒星形成的一个新理论是
正确的
话，那么第一代恒星会比科学家们先前想象得还要更奇特，原因就在于它们和暗物质之间的相互作用。暗物质是一种不可见的“物质”，它们占据了宇宙物质的80%。
类似我们太阳的恒星通过把较轻的元素聚变成较重的来与其自身巨大的引力相抗衡免于坍缩。但物理学中一些最流行的理论认为，组成暗物质的粒子同时也是自身的反粒子。这就带来了一种有趣的可能性，第一代恒星的能源可以源自聚集在其核心处的暗物质的自湮灭过程。这些“暗星”的温度要比由核聚变维系的恒星低，但个头会更为庞大。“它们仍然是恒星，主要由氢和氦组成。暗物质的比重小于总质量的1%，”美国密歇根大学的Katherine Freese说。
Freese和美国犹他大学的Paolo Gondolol以及加州大学圣克鲁兹分校的Doug Spolyar一起于2006年首次研究了暗星。他们说，如果暗星存在，它们会通过推迟第一代“正常”恒星——被称为星族Ⅲ——的形成10亿年来改变早期宇宙中的化学组成。暗星同时还能解释为什么超大质量黑洞能在大爆炸之后不久如此快速地形成。
什么是暗物质？
科学家还没有确认暗物质粒子的属性，但许多物理学家认为它们是弱相互作用大质量粒子。超对称理论预言了这些飘渺的粒子，它同时还提出所有已知的粒子都具有大质量的伙伴粒子，其中的绝大部分自大爆炸以来就已经衰变了。因为幸存的弱相互作用大质量粒子和会普通物质仅仅通过弱核力和引力——自然界中最弱的两种力——发生相互作用，所以要想探测这些粒子是极其困难的。
暗星演化
在大爆炸之后，宇宙是一片由均匀分布的粒子组成的海洋，没有结构，没有光亮。这些粒子中有一小部分是我们熟悉的普通重子物质，但其余的绝大部分则是暗物质。随着时间的流逝，暗物质粒子并合形成了复杂的蛛网状结构，其中的细丝会相交形成结点——暗物质晕。受到大质量晕的引力吸引，重子物质会沿着这些纤维状结构运动，并且在晕中聚集成气体云。它们会在自身的引力作用下坍缩成发光的气体结，形成第一代的原恒星。随着原恒星质量的增大，体积会不断减小，直到它们的核心达到了能启动核聚变的临界密度和温度。
在这一标准图像中，暗物质晕就是恒星的温床，正是在那里重子物质得以聚集并最终孵化出恒星，不过暗物质并没有直接影响恒星的形成。然后，Freese以及同事提出的计算机模型正在挑战这一观点。“在标准模型中，一片原恒星云会坍缩直到它体积、密度和温度足以点燃核聚变，”Freese说，“我们要说的是，这里存在一个中间阶段，在很长的一段时间里暗物质可以为它提供能量。”
在这部修改过的恒星演化史中，暗物质不再仅仅是第一代恒星登场演出的背景。早期宇宙中暗物质的空间密度要比现在的高得多，因为当时的宇宙仍处于膨胀的早期比现在要小得多。因此第一代恒星会沉浸在暗物质中。像风一样，暗物质也会吹拂着第一代恒星。第一代原恒星会吸引暗物质粒子并把它们聚集到自己的核心。如果原恒星中暗物质的密度超过了一定的阈值，这些粒子就会碰撞并且自湮灭发射出高能光子、中微子和电子。在暗物质自湮灭的过程中，物质会以比普通核反应高得多的效率转化成能量，因此少量的暗物质就能为整颗恒星提供能量。
重要的是，暗物质的“燃烧”可以阻止原恒星进一步引力坍缩，在它的核能引擎被启动前的胚胎期使之“冻结”。结果是，暗星会异常的庞大，比正常的星族Ⅲ还要巨大。它们的直径可以从1个天文单位（日地平均距离）到大约30个天文单位——相当于从太阳到海王星的距离。同时，鉴于一颗正常的星族Ⅲ恒星可以达到100个太阳质量，最近的研究认为，最大的暗星质量也许会在1,000～10,000个太阳质量之间。暗星看上去会呈类似太阳的橙黄色，但由于其巨大的表面积它们中最大的可能会比太阳亮上十亿倍。“相比之下，标准星族Ⅲ恒星的温度会更高、颜色也更蓝，”Freese说。
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