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最終更新日: 2023 年 12 月 23 日

宇宙の暗黒時代

宇宙の暗黒時代

画像の説明:S.G.Djorgovskiら、Caltech.

暗黒時代は宇宙マイクロ波背景放射と最初の星の間にある

宇宙論では、宇宙の暗黒時代とは、私たちの宇宙の比較的未知の時期を指します。 暗黒時代という用語は、宇宙マイクロ波背景放射の放出と第一世代の星の点火の間に位置する宇宙の歴史の時代です。

この期間中、天体物理学的プロセスは電磁放射を生成しません。 したがって、この時点で光を使って宇宙の状態を調べる方法はありません。
この段階は、ビッグバンから約 37 万年後から 1 億 5,000 万年後まで続きます。

この期間を特徴づけた主な出来事

宇宙の初期には温度が非常に高く、安定した原子の形成が妨げられていました。 亜原子粒子はイオン化されました。これは、原子から電子が剥奪されたことを意味します。
ビッグバンから約 37 万年後、再結合が可能になるまで温度が低下しました。
再結合の主役は陽子(水素原子核)と電子です。 再結合する前は、強い熱エネルギーによってこれらの粒子は分離された状態に保たれていました。 宇宙が十分に冷えると、電子は陽子と結合して中性の水素原子を形成できるようになります。

再結合によって光子が放出され、宇宙を満たす電磁放射線である宇宙マイクロ波背景放射が形成されました。
私たちが今日でもマイクロ波の形で検出しているのは、この放射線です。
暗黒時代の間、宇宙は膨張を続け、物質の密度が薄まりました。 宇宙は主に水素とヘリウムで構成されており、密度の変動が最終的に最初の宇宙構造の形成につながりました。
この期間は、初期の均質な段階から、現代​​の宇宙で観察される複雑な構造の始まりへの移行を示すものであるため、特に重要です。

重力の影響により、宇宙に存在する物質はより高密度になり、凝集してきました。 最初の星はこれらの高密度領域から現れます。
暗黒時代の終わりは再電離によって特徴付けられます。 最初の星は、他の電離放射線と同様に、強力な紫外線放射を放出します。 これらの放射線には、中性水素原子の電子と陽子の間の結合を「切断」する能力があり、水素をイオン化します。
それは、中性水素を主成分とする宇宙の拡散物質が再び電離される、新たな時代、再電離の時代の始まりです。

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