宇宙是不是也变热了？它与宇宙的进化有关

最近，天体物理学杂志《天体物理学杂志》发表了一项研究成果。通过对比宇宙不同时期星团周围的气体温度，发现在过去的100亿年里，星团周围的气体温度增加了近10倍，现在达到了200万摄氏度左右。

那么，宇宙也变热了吗？其实宇宙广阔，大部分空间都是空的，温度极冷。然而，在一些宇宙物体附近，如太阳，气体温度可高达数百万摄氏度。上述温度变化研究也是指星系团周围类似的高温区域。宇宙变暖与地球的温室效应无关，而是与宇宙的演化有关。当人们发现这个秘密时，他们经历了一个不断探索的过程。

1924年，美国天文学家哈勃观察到普遍认为处于稳定状态的宇宙正在膨胀，大爆炸宇宙学诞生了。根据大爆炸理论，宇宙在138亿年前的一次大爆炸后诞生，然后继续膨胀。宇宙诞生后的早期，光子和电子频繁碰撞，无法逃逸。当宇宙的年龄在38万年左右时，电子和离子结合产生中性原子，光子可以“解耦”传输到很远的地方。随着宇宙的膨胀，这些早期光子的波长不断加长，现在又变成了微波波段，形成了“微波背景辐射”。

1964年，贝尔实验室的两名工程师在测试天线时发现了来自宇宙的微波背景辐射。这一发现是对大爆炸宇宙学的直接验证，他们获得了1978年的诺贝尔物理学奖。从此，人们借助各种波段的观测设备，对整个宇宙的诞生和演化有了更清晰的认识。

“解耦”后，随着宇宙的膨胀和冷却，光子平均温度一直在下降。目前太空中的微波背景辐射温度只有-270摄氏度左右，是宇宙中最开阔区域的温度。而宇宙的密度在开始时是不均匀的，密度高的地方慢慢吸引了其他地方的暗物质和正常物质，诞生了第一代星系和恒星。这个过程发生在整个宇宙，最终形成由不同星系组成的网络结构，称为“宇宙网络”。连接不同节点的结构称为“大尺度纤维”，而星系很少的网络结构所包围的区域称为“空洞”。

目前很多天文勘测项目和计算机数值模拟结果已经看到了这种结构，发现气体不断被吸引并堆积在这些纤维状结构上。在这个过程中，由于势能的转化，气体加速，相互碰撞，最终转化为气体的热能。随着时间的推移，气体的温度会不断升高，这是宇宙大尺度结构形成理论中的一个推论。

最近公布的结果是基于普朗克卫星和斯隆数字天空调查项目的观测数据。通过研究“Sunia-Zeldovich效应”，即低温微波背景辐射光子与星系周围高温热电子的能量交换过程，成功计算出宇宙不同时期气体中电子的温度。就像科学家通过无数次观测来验证广义相对论的正确性一样，这次观测也是对宇宙大尺度结构理论的很好验证，说明目前人们对宇宙图景的认识应该是可靠的。