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，每個新恒星的周圍都圍繞著一個電離氣體的氣泡。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，它們造成的電離氣泡可能有數(shù)萬光年大小。

接下來會發(fā)生什么？圍繞著兩個不同恒星的氣泡會偶爾相遇，一旦如此，里面的所有物質(zhì)都會處在兩顆恒星共同的輻照之下，被兩倍的能量所激勵。氣泡擴展得更為迅速和龐大。這意味著有很大的可能這個擴大的氣泡又和另一個鄰居相接，于是整個過程進一步加速。經(jīng)過相對短暫的時間，在原來充滿中性氫的宇宙中，99%以上的物質(zhì)都被電離了！

黑洞，一個單向的旅程

這種最初的電離相當不合邏輯地被稱為“再電離時期”，它的產(chǎn)生還有另一個可能的原因。包括我們星系在內(nèi)的幾乎每一個星系，其中心都有一個大質(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，即便光也無法逃離出來：它的逃逸速度太大了。逃逸速度的概念一目了然，就是一個物體要脫離某個質(zhì)量更大的物體的重力場時，所必須具備的速度。最終，一個坍縮恒星的逃逸速度會達到每秒300.000千米，即光速。光是宇宙中最快的，而當光都無法再從那里傳出，那么在這個古老恒星的四周就會形成一個禁區(qū)，沒有任何東西能從那里逃逸。當然我們無法直接看到黑洞，因為它根本不發(fā)出任何輻射。但我們可以確定它的位置，因為能夠探測它對其他天體的引力效應(yīng)，例如當黑洞是雙星系統(tǒng)的一個成員時。

結(jié)果是黑洞與其周圍被割裂開來。因為任何輻射都無法逃出，所以我們沒有辦法探索其內(nèi)部，而只能猜測里面的情況。如果掉落到黑洞里自然是有去無回，所以我們強烈地建議不要這樣做?？茖W家們創(chuàng)造了一個新詞叫“抻面條”來形容這個過程，相信任何人想到這點就都不會貿(mào)然前往了。

黑洞通常是由大于太陽質(zhì)量8倍的恒星坍縮形成的，而在星系中心，等于數(shù)百萬個太陽質(zhì)量的巨大黑洞可能另有來歷。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)掉落進黑洞時被加熱的結(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制中到底是誰在起作用。我們必須對這個時期有更多的了解，才有可能平息這場爭論。