——“宇宙诞生之初,水就已经存在!”
8月20日,国际顶尖期刊《自然·天文学》发布了一项颠覆性研究:通过超级计算机模拟,科学家发现水可能在宇宙大爆炸后仅**1亿至2亿年**就已形成,比此前认知提前了数十亿年!这一发现不仅改写了宇宙演化史,更为“生命起源之谜”提供了关键线索。宇宙中的第一滴水从何而来?它如何影响人类的存在?让我们用科学数据揭开真相。
一、传统理论崩塌:水的诞生竟比恒星更早?过去,科学界普遍认为:水的形成需依赖恒星。
·传统认知:恒星诞生后,内部核聚变产生氧元素,氧与恒星风中的氢结合形成水分子,再通过超新星爆发或行星碰撞散布至宇宙——这一过程至少需要10亿年。
·最新模拟结果:德国马克斯·普朗克天文研究所联合哈佛大学团队,利用“宇宙黎明”(Cosmic Dawn)超级计算机模型重建早期宇宙环境,发现大爆炸后1亿年,原始气体云中已存在大量氢、氧离子,在仅-200℃的极低温环境下,通过尘埃表面催化反应直接生成水分子。
关键数据:模拟显示,早期宇宙中每立方厘米空间可聚集1000个水分子——这一浓度足以在后续行星形成中汇聚成海洋。

宇宙中的水到底是怎么形成的?
二、超级计算机如何“穿越”138亿年?为验证这一理论,科学家构建了史上最精细的宇宙演化模型:
1. 模拟范围:覆盖大爆炸后1亿年至5亿年的“黑暗时代”,追踪10万光年尺度内的物质分布;
2. 参数设定:纳入暗物质引力、原始气体冷却效应、尘埃颗粒化学吸附等138项变量;
3. 硬件支撑:动用美国橡树岭实验室“前沿”(Frontier)超算,消耗500万CPU小时完成计算。
“这相当于用计算机重现了宇宙的第一场‘雨’。”论文第一作者艾琳娜·施密特博士表示。
三、韦伯望远镜的佐证:早期星系中发现“水信号”理论需观测验证,而2022年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)提供了关键证据:
·2023年12月:韦伯望远镜在距离地球131亿光年的星系“JADES-GS-z13-0”中,检测到羟基分子(OH⁻)辐射信号,该星系形成于宇宙大爆炸后3亿年;
·2024年6月:欧洲南方天文台通过ALMA射电阵列,在更古老的原始星云“CR7”中发现水冰光谱特征,其年代可追溯至宇宙2亿岁。
“这些观测与模拟结果完美契合,证明水确实是宇宙的‘初代居民’。”NASA首席天体化学家约翰·布莱克评论道。

这一发现直接冲击了生命起源研究:
·传统观点:地球上的水由46亿年前彗星撞击带来;
·新假说:原始水分子可能早在太阳系形成前,就已广泛存在于星际介质中,并随星云坍缩直接融入地球。
实验支持:2024年3月,日本隼鸟2号探测器从小行星“龙宫”带回的样本中,检测到与星际冰成分一致的重水比率(D/H值),为“宇宙原生水”理论增添实证。
五、终极追问:水提前出现,外星生命会更普遍吗?若水在宇宙极早期便已遍布,生命存在的概率或将大幅提升:
·化学基础:水是氨基酸、RNA等生命分子形成的溶剂;
·时间窗口:138亿年的宇宙史中,生命演化可能比地球早启动数十亿年;
·搜寻方向:未来望远镜应重点观测古老红矮星周围的岩石行星。
“我们可能不再孤独——只是还没找到那些更古老的邻居。”SETI研究所资深天文学家吉尔·塔特感叹。
从宇宙第一滴水到人类文明:
从138亿年前的冰冷尘埃,到今天流淌在地球上的江河湖海,水的故事串联起宇宙与生命的史诗。正如《自然》杂志社论所言:“这项发现提醒我们,人类不仅是星尘之子,更是宇宙之水的后裔。”
