在首批恒星誕生之前，宇宙是一片原子的海洋，主要是氫原子。巨大的恒星開(kāi)始發(fā)光后，其輻射四處傳播，將電子踢出原子，使之電離。逐漸地，每個(gè)新恒星的周?chē)紘@著一個(gè)電離氣體的氣泡。恒星能量越大，產(chǎn)生的氣泡就越大。恒星的能量只能影響有限范圍內(nèi)的氣體，但這些恒星的體積和能量是如此巨大，它們?cè)斐傻碾婋x氣泡可能有數(shù)萬(wàn)光年大小。

接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么？圍繞著兩個(gè)不同恒星的氣泡會(huì)偶爾相遇，一旦如此，里面的所有物質(zhì)都會(huì)處在兩顆恒星共同的輻照之下，被兩倍的能量所激勵(lì)。氣泡擴(kuò)展得更為迅速和龐大。這意味著有很大的可能這個(gè)擴(kuò)大的氣泡又和另一個(gè)鄰居相接，于是整個(gè)過(guò)程進(jìn)一步加速。經(jīng)過(guò)相對(duì)短暫的時(shí)間，在原來(lái)充滿中性氫的宇宙中，99%以上的物質(zhì)都被電離了！

黑洞，一個(gè)單向的旅程

這種最初的電離相當(dāng)不合邏輯地被稱(chēng)為“再電離時(shí)期”，它的產(chǎn)生還有另一個(gè)可能的原因。包括我們星系在內(nèi)的幾乎每一個(gè)星系，其中心都有一個(gè)大質(zhì)量黑洞。黑洞是大質(zhì)量恒星坍縮的產(chǎn)物，它的引力是如此之強(qiáng)，即便光也無(wú)法逃離出來(lái)：它的逃逸速度太大了。逃逸速度的概念一目了然，就是一個(gè)物體要脫離某個(gè)質(zhì)量更大的物體的重力場(chǎng)時(shí)，所必須具備的速度。最終，一個(gè)坍縮恒星的逃逸速度會(huì)達(dá)到每秒300.000千米，即光速。光是宇宙中最快的，而當(dāng)光都無(wú)法再?gòu)哪抢飩鞒?，那么在這個(gè)古老恒星的四周就會(huì)形成一個(gè)禁區(qū)，沒(méi)有任何東西能從那里逃逸。當(dāng)然我們無(wú)法直接看到黑洞，因?yàn)樗静话l(fā)出任何輻射。但我們可以確定它的位置，因?yàn)槟軌蛱綔y(cè)它對(duì)其他天體的引力效應(yīng)，例如當(dāng)黑洞是雙星系統(tǒng)的一個(gè)成員時(shí)。

結(jié)果是黑洞與其周?chē)桓盍验_(kāi)來(lái)。因?yàn)槿魏屋椛涠紵o(wú)法逃出，所以我們沒(méi)有辦法探索其內(nèi)部，而只能猜測(cè)里面的情況。如果掉落到黑洞里自然是有去無(wú)回，所以我們強(qiáng)烈地建議不要這樣做?？茖W(xué)家們創(chuàng)造了一個(gè)新詞叫“抻面條”來(lái)形容這個(gè)過(guò)程，相信任何人想到這點(diǎn)就都不會(huì)貿(mào)然前往了。

黑洞通常是由大于太陽(yáng)質(zhì)量8倍的恒星坍縮形成的，而在星系中心，等于數(shù)百萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的巨大黑洞可能另有來(lái)歷。這些龐大的黑洞可能是在宇宙非常早期的階段形成的。如果這樣，那么第一縷光線可能還不是由恒星發(fā)出的，而是物質(zhì)掉落進(jìn)黑洞時(shí)被加熱的結(jié)果，這也足以造成普遍的電離。如果是這種情況，那么這些黑洞依然存在著，在目前仍然隱藏在星系的中心?，F(xiàn)在還不清楚，這兩種可能的再電離機(jī)制中到底是誰(shuí)在起作用。我們必須對(duì)這個(gè)時(shí)期有更多的了解，才有可能平息這場(chǎng)爭(zhēng)論。