宇宙的第一顆恒星和第一顆黑洞的起源仍然是一個(gè)謎團(tuán)，盡管哈勃望遠(yuǎn)鏡和韋伯望遠(yuǎn)鏡使我們對宇宙有了更多的了解。根據(jù)大爆炸宇宙模型，我們的宇宙在138.2億年前的一次巨大爆炸中誕生。然后，氫元素和氦元素開始在引力的作用下形成恒星和星系。然而，第一顆恒星和第一顆黑洞的形成可能與我們所想象的不同。有些天文學(xué)家認(rèn)為第一顆黑洞是在第一顆恒星內(nèi)部形成的，這種天體被稱為黑洞星。
在解釋這個(gè)過程之前，我們需要明白一個(gè)事實(shí)，早期宇宙中沒有重元素，只有氫元素存在。因此，第一代恒星的體積很大，但密度很低，可以說是虛胖的。然而，當(dāng)大量的氫元素聚集在一起時(shí)，恒星的核心區(qū)域會產(chǎn)生足夠高的溫度和壓力，從而形成了宇宙中的第一顆黑洞。
通常情況下，黑洞形成后會快速吞噬附近的恒星物質(zhì)。然而，由于恒星本身的體積非常大且非常稀薄，黑洞只能吸收附近的恒星物質(zhì)。因此，誕生在恒星核心內(nèi)部的黑洞在吸收完物質(zhì)后會與外部仍存在的恒星物質(zhì)保持一段時(shí)間的平衡，直到恒星物質(zhì)在黑洞的引力影響下逐漸靠近黑洞并被吞噬。
一般認(rèn)為，能孕育黑洞的早期超級恒星的亮度大約是太陽的100萬倍，質(zhì)量和體積比如今的盾牌座UY Scuti和史蒂文森2-18還要大。它們是宇宙誕生初期才可能出現(xiàn)的超級恒星，其內(nèi)部形成的黑洞是宇宙中最早的超大質(zhì)量黑洞。這些黑洞后來成為銀河系等星系的中心，質(zhì)量都在太陽的數(shù)百萬倍左右。
早期的超級恒星受到氫元素的限制，壽命只有700萬年。相比之下，像太陽這樣摻雜了重元素的中等質(zhì)量恒星的壽命約為100億年。因此，質(zhì)量越大的恒星壽命越短，其內(nèi)部核聚變反應(yīng)也越強(qiáng)烈。這種情況在早期宇宙是成立的。
更重要的是，由于宇宙本身的光速限制，理論上我們可以看到宇宙中第一顆恒星發(fā)出的光。只要韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測的距離足夠遠(yuǎn)，就相當(dāng)于觀測到了100億光年之外的物體，這意味著我們可以看到100億年前的景象。如果將觀測距離延伸到138億光年之外，也許我們就能觀測到宇宙大爆炸后形成的第一批超級恒星，以及它們內(nèi)部黑洞的演化情況。
目前的太陽屬于第二代恒星，它形成于大約46億年前。第一代恒星和黑洞的形成過程是在宇宙演化的早期階段發(fā)生的，因此我們無法直接觀測到它們。不過，通過模擬和理論推測，天文學(xué)家對它們的形成和演化過程有了一些假設(shè)。未來隨著觀測技術(shù)的發(fā)展和更多的研究，我們可能能夠更好地了解宇宙早期恒星和黑洞的起源和性質(zhì)。
