我們的宇宙在130億年前的「大爆炸」（Big Bang）後誕生，那宇宙的第1顆星呢？科學家多年來都在研究宇宙中第1顆恆星如何從這些大爆炸後的塵埃和氣體中形成的問題，日本和美國天文學家最近利用複雜的電腦模擬，呈現年輕宇宙所散發的氫氣和氦氣如何形成第1代恆星的過程及其存在狀態。

研究人員使用「宇宙羅塞塔石碑」模擬程序實驗顯示，在宇宙大爆炸之後，引力使宇宙中的物質、氣體和神秘的「暗物質」的分布密度發生變化，從而產生了恆星的最初階段。模擬結果同時揭示了早期氣體物質如何在早期宇宙中，相對簡單的物理機制的作用下，演變進化形成這種原始恆星的過程，以及原始恆星如何演變成大質量的恆星的過程。

大爆炸後3億年誕生

研究指出，第1顆原恆星在大爆炸後約3億年誕生，星體內部的核活動使其成為第一個在「宇宙黑暗世紀」發光的物體。這顆率先照亮宇宙的恆星的小種子「原恆星」，起初還相對小，質量僅為太陽的1%，但是在「一眨眼」的1萬年後，迅速擴張成質量比太陽大100倍的巨大完整恆星。

與我們所屬的太陽可能已活了大約50億年相比，這個第1代恆星顯然過得很辛苦也很短暫，大約只有100萬年的壽命。

早期的宇宙與現在的宇宙是不同的，目前解釋早期宇宙形成的物理學理論相對簡單。吉田與其他日、美科學家綜合分析了早期宇宙（宇宙黑暗世紀）的種種條件，用電腦模擬了宇宙中最初物質的形成，以及他們演化逐漸形成恆星的過程。

負責這項研究並在《科學月刊》發表的日本名古屋大學天文學家吉田直紀說，不同於之前的電腦模型，最新的模擬將「複雜放射轉移」的冷卻過程計算在內。最終重力作用不能進一步濃縮氣體，這是由於濃密氣體會釋放壓力避免未來發生的崩潰。整個過程所形成的平衡點呈現1顆原恆星誕生的開始。

所有元素 都來自這顆星

第1顆原恆星迅速達到超大質量，是由於它包括氫氣和氦氣等主要簡單的元素，這種質量膨脹實際上意味著像這樣的原恆星，最終將在其熾熱熔爐產生成質量較重的氧、碳、氮和鐵元素。研究人員最終希望模擬原恆星進化成為恆星的完整過程。

吉田認為，這些恆星是第1道光的來源，也是重物質如碳、氧和鐵的來源。

美國哈佛大學的天文學教授拉斯‧恩奎斯特表示，宇宙中各種元素種類將隨著恆星的積聚而逐漸的豐富，而恆星的形成和毀滅，將在整個宇宙中持續地擴散這些元素。恩奎斯特指出，其實我們身體中的所有元素，最初都是來自很多年前恆星中心的原子核反應。

之前，科學家表示，宇宙中第1顆誕生的星體很可能是由「暗物質」提供能量來源的黑暗星體，並不像現今星體那樣閃耀光亮，且其體積相當大。

「暗物質」是一種看不見的物質，其全部質量超過了可見物質總和的6倍，迄今為止，所有直接探測暗物質的嘗試均未成功。科學家們曾認為暗物質填充著整個宇宙空間，同時在宇宙早期進化過程中扮演著重要角色。傳統觀點認為，宇宙第1顆星體誕生之初，是氫和氦原子叢生和漩渦盤旋在原恆星雲周圍，當原恆星雲冷凝，氣體雲收縮並變得濃縮凝固。收縮和凝固的進程持續進行，直到氫和氦開始熔合，在高溫熔合狀態下為星體提供能量。

照此原理，太陽和其他星體就是這樣形成的。

暗物質 催生首顆恆星

恩奎斯特說，這項實驗證實「暗物質」是促進氫氣和氦氣開始叢生在一起的首要推動力。當暗物質濃縮時，氣體開始釋放能量，從原子形成分子，更進一步的叢生促進更大程度的暗物質濃縮。

美國猶他州大學天體物理學家帕奧魯‧高德魯去年底發表的研究認為，「暗物質」是驅動第1顆星體形成的動力，暗物質粒子能夠互相影響作用，以至它們之間彼此消滅，這種自我消滅過程產生的熱量，能夠保持由氫和氦構成的原恆星雲避免冷卻和收縮，這樣就不必發生熔合反應，使得星體暫時停止收縮，形成一個「黑暗星體」。

這顆黑暗星體大部分是由氫和氦分子形成的正常物質，體積非常大且很「蓬鬆」，是太陽和其他星體體積的400至20萬倍。高德魯強調，現今存在於宇宙之中的暗物質，雖然並不噴射可見光線，卻能夠生產出伽馬射線，以及諸如正電子和反質子等微中子和反物質。雖然人體肉眼無法觀測到，但黑暗星體所釋放出的光線完全能夠灼傷人體。