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今天我們將送出三本由圖靈新知提供的優質科普書籍《黑洞與暗能量--宇宙的命運交響》。
本書圍繞黑洞與暗能量兩大主題， 詳細闡述了恒星、黑洞等宇宙天體誕生、演變與隕滅的精彩歷程， 揭示了黑洞與暗能量的真實面貌， 在圍繞人類揭秘宇宙的恢弘人文與歷史背景中， 講述探索宇宙的物理與天文知識。
如何才能得到這本《黑洞與暗能量--宇宙的命運交響》呢？參與的方式非常簡單！只要你認真閱讀下面的這篇文章， 思考文末提出的問題， 嚴格按照［互動：你的答案］的格式在評論區留言， 就有機會獲得獎品！（PS：格式不符合要求者無效）截止到本週四中午12點， 點贊數前三名的朋友將獲得一本《黑洞與暗能量--宇宙的命運交響》。
【互動問答示例】
互動：這裡就可以自由發揮你的答案啦~
作者：Ethan Siegel
翻譯：yangfz
審校：山寺小沙彌
當我們今天看向宇宙時， 其中估計有兩萬億個星系， 平均每個星系包含約數千億個恒星， 這意味著我們可以在可觀測宇宙中觀測到大約10^24顆恒星。 當我們看向越來越遠的距離時， 我們也在回顧時間， 而且由於宇宙大爆炸發生在一個有限的時間之前（大約138億年），
在人類偉大的天文臺， 如哈勃太空望遠鏡，
這並不是因為超出這個範圍的恒星或星系是不存在的， 而是宇宙當時的性質意味著我們看不到那些存在的宇宙。 一旦第一個38萬年過去了， 宇宙已經冷卻到可以穩定地形成中性原子， 而不會被宇宙大爆炸中的剩餘輻射直接電離， 在這個時候就沒有恒星。 然後還需要幾千萬年（或者甚至超過一億年）的時間， 引力才能使這些微不足道的地區第一次吸引足夠的物質來點燃核聚變。 然而， 當進入這種狀態的時候， 有兩件事情對他們不利：
1、 宇宙正在膨脹， 這意味著即使是最熱的恒星所產生的紫外線光線也會被紅移：從紫外線到可見光一直到紅外線， 遠遠超過哈勃能看到的範圍。
2、 現在充滿中性原子的宇宙阻擋了來自這些恒星的光線，就像我們星系中的中性物質遮蔽了我們眼中的銀河系中心一樣。
銀河系和周圍天空的星密度圖，該圖清晰地顯示了銀河系，大小麥哲倫雲等。然而，在可見光的情況下，銀河系中心因銀河系平面中性物質對光的吸收而變得模糊不清。圖片來源: ESA/GAIA
而且，產生的第一個恒星和星系與我們現在的也有很大的不同。現在，宇宙中存在的恒星是由大約70％的氫氣，28％的氦氣和1-2％的“其他物質”所組成的，天文學家們“懶散”地稱之為“金屬”。如果你看看曾經所有存活過的恒星，它們把氫和氦融合成較重的元素，這就是它們總和的效應：豐富了大爆炸後的宇宙，把宇宙由75％的氫，25 ％氦和0％金屬變成我們今天看到的這樣。這意味著形成的第一顆恒星應該是純淨的，換句話說就是完全由氫和氦構成，沒有金屬污染它們。我們最好的候選者是CR7星系中的一群恒星，它的光線飛行了130億年多的時間才能到達我們的眼睛。
從理論上講，我們可以使用我們所知道的關於結構形成的知識來類比第一顆恒星應該形成的時間。 因為我們知道以下內容：
38萬年前的宇宙中某些地區的密度是多少，
物質和輻射服從的是什麼物理定律（如重力和電磁），
當時有多少宇宙是由物質，輻射，暗物質和中微子組成的，
在膨脹的宇宙中，冷卻、收縮和坍塌是如何工作的？
我們可以模擬宇宙中的條件來判斷何時會首先出現核聚變點火，並因此產生第一顆恒星。
在我們目前的天文臺中，我們看不到這些恒星，因為它們周圍的中性物質阻擋了太多的發射光。在宇宙被重新電離之前，這意味著有足夠的熱紫外線發射恒星將這些中性原子轉變成電離等離子體，然後紫外線和可見光就不能通過。一般來說，宇宙在500-550億年之前不會被重新電離，也就只有通過運氣，我們才能觀測到恰好位於早期發生重新電離的空間區域的GN-z11古代銀河。
一般來說，你需要做的是看光的餘輝照片裡的紅外線部分，因為中性原子在阻斷這種情況時效率較低。
我們可以通過觀察我們自己的星系來看到這一點，它可能對可見光和紫外光是不透明的，但是在更長的波長處是透明的。這就是為什麼詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將會取得如此巨大的進步的原因。是的，它會比哈勃還要大。是的，它會有更先進的儀器。但是它最大的進步是，它被設計成可以看到更長的波長，一直到中紅外，大約是哈勃望遠鏡可以看到的最長波長的20倍。從理論上說，它應該能夠看到來自早到1.5億至2.5億年之間的星系和星團的光線。
我們有大量的理論資訊可以給出對宇宙時間線的回答：
到5.5億年前，宇宙100％被重新電離，
在4億年前，我們目前的（哈勃）最遙遠的星系的記錄，
到約2億年前，我們應該形成第一個物質星系，
正好在詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將能夠看到的範圍內，
當宇宙達到5000萬到1億年時，第一顆恒星應該形成。
但是還有更多的科學要做。 即使是詹姆斯·韋伯（James Webb），我們也不可能一路走到第一個恒星上，但是我們很可能會更好地解決他們到底在哪裡和什麼時候產生的。至於第一批原始恒星？ 第一顆恒星證實除了氫和氦之外沒有別的東西？ 如果大自然對我們友善，詹姆斯·韋伯不僅會給我們帶來第一個，而且會給我們帶來很多例子。
宇宙在那裡等著我們去發現它。 如果我們想知道答案，我們只需要做的就是看。 只有當我們建立了更好的觀測站並獲得更好的資料時，我們對所有這些資料的理解才會改善。
原文地址：
互動問題
【互動問題：如果沒有恒星你覺得這個宇宙會是什麼樣子的呢？】
請大家嚴格按照 互動：問題答案 的格式在評論區留言參與互動，格式不符合要求者無效。
截止到本週四中午12點，點贊數前三名的朋友將獲得我們送出的圖書一本。
編輯：山寺小沙彌
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遠遠超過哈勃能看到的範圍。2、 現在充滿中性原子的宇宙阻擋了來自這些恒星的光線，就像我們星系中的中性物質遮蔽了我們眼中的銀河系中心一樣。
銀河系和周圍天空的星密度圖，該圖清晰地顯示了銀河系，大小麥哲倫雲等。然而，在可見光的情況下，銀河系中心因銀河系平面中性物質對光的吸收而變得模糊不清。圖片來源: ESA/GAIA
而且，產生的第一個恒星和星系與我們現在的也有很大的不同。現在，宇宙中存在的恒星是由大約70％的氫氣，28％的氦氣和1-2％的“其他物質”所組成的，天文學家們“懶散”地稱之為“金屬”。如果你看看曾經所有存活過的恒星，它們把氫和氦融合成較重的元素，這就是它們總和的效應：豐富了大爆炸後的宇宙，把宇宙由75％的氫，25 ％氦和0％金屬變成我們今天看到的這樣。這意味著形成的第一顆恒星應該是純淨的，換句話說就是完全由氫和氦構成，沒有金屬污染它們。我們最好的候選者是CR7星系中的一群恒星，它的光線飛行了130億年多的時間才能到達我們的眼睛。
從理論上講，我們可以使用我們所知道的關於結構形成的知識來類比第一顆恒星應該形成的時間。 因為我們知道以下內容：
38萬年前的宇宙中某些地區的密度是多少，
物質和輻射服從的是什麼物理定律（如重力和電磁），
當時有多少宇宙是由物質，輻射，暗物質和中微子組成的，
在膨脹的宇宙中，冷卻、收縮和坍塌是如何工作的？
我們可以模擬宇宙中的條件來判斷何時會首先出現核聚變點火，並因此產生第一顆恒星。
在我們目前的天文臺中，我們看不到這些恒星，因為它們周圍的中性物質阻擋了太多的發射光。在宇宙被重新電離之前，這意味著有足夠的熱紫外線發射恒星將這些中性原子轉變成電離等離子體，然後紫外線和可見光就不能通過。一般來說，宇宙在500-550億年之前不會被重新電離，也就只有通過運氣，我們才能觀測到恰好位於早期發生重新電離的空間區域的GN-z11古代銀河。
一般來說，你需要做的是看光的餘輝照片裡的紅外線部分，因為中性原子在阻斷這種情況時效率較低。
我們可以通過觀察我們自己的星系來看到這一點，它可能對可見光和紫外光是不透明的，但是在更長的波長處是透明的。這就是為什麼詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將會取得如此巨大的進步的原因。是的，它會比哈勃還要大。是的，它會有更先進的儀器。但是它最大的進步是，它被設計成可以看到更長的波長，一直到中紅外，大約是哈勃望遠鏡可以看到的最長波長的20倍。從理論上說，它應該能夠看到來自早到1.5億至2.5億年之間的星系和星團的光線。
我們有大量的理論資訊可以給出對宇宙時間線的回答：
到5.5億年前，宇宙100％被重新電離，
在4億年前，我們目前的（哈勃）最遙遠的星系的記錄，
到約2億年前，我們應該形成第一個物質星系，
正好在詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將能夠看到的範圍內，
當宇宙達到5000萬到1億年時，第一顆恒星應該形成。
但是還有更多的科學要做。 即使是詹姆斯·韋伯（James Webb），我們也不可能一路走到第一個恒星上，但是我們很可能會更好地解決他們到底在哪裡和什麼時候產生的。至於第一批原始恒星？ 第一顆恒星證實除了氫和氦之外沒有別的東西？ 如果大自然對我們友善，詹姆斯·韋伯不僅會給我們帶來第一個，而且會給我們帶來很多例子。
宇宙在那裡等著我們去發現它。 如果我們想知道答案，我們只需要做的就是看。 只有當我們建立了更好的觀測站並獲得更好的資料時，我們對所有這些資料的理解才會改善。
原文地址：
互動問題
【互動問題：如果沒有恒星你覺得這個宇宙會是什麼樣子的呢？】
請大家嚴格按照 互動：問題答案 的格式在評論區留言參與互動，格式不符合要求者無效。
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