初期宇宙のイラスト。画像クレジット：NASA。拡大するにはクリックしてください。
宇宙が非常に若い間、それはすべてずっと前に始まりました。若い頃に戯れた初期の大規模なブリーダースターは、バージンマターの豊かな緑の草の間で回転し、曲がっています。割り当てられた時間が経過するにつれて、核エンジンは高温の水素とヘリウムガスの膨張する流れを沸騰させ、星間物質を豊かにしました。このフェーズでは、超大質量星団が新生銀河コアの近くの小さなポケットに形成されました。各クラスターは、原始的なミニハロー物質の小さな領域を泳いでいます。
彼らのサイクルが完了すると、最も初期のブリーダースターが爆発し、重い原子を噴出しました。しかし、宇宙に大量の物質が蓄積される前に、最初のブラックホールが形成され、相互同化によって急速に成長し、正確な温度と組成の「ゴルディロックス」ガスを大きく広い降着円盤に引き込むのに十分な重力の影響を蓄積しました。この超臨界成長相は、初期の大規模ブラックホール（MBH）を急速に超大規模ブラックホール（SMBH）状態に成熟させました。このうち、最も初期のクエーサーは、多数の原始銀河の融合したミニハロー内に居住していた。
この初期のクエーサー形成の写真は、ケンブリッジ英国の宇宙学者マーティンJ.リースとマルタヴォロンテリによって書かれた「ハイレッドシフトブラックホールの急速な成長」というタイトルの最近の論文（2005年6月2日発行）から浮かび上がりました。この研究は、普遍的な透明度の後で、星間物質中のガスが恒星放射線によって完全に再電離し、超新星によって重金属がシードされる前に、迅速なSMBH形成の短いウィンドウが開いた可能性を扱います。 Rees-Volonteriモデルは、スローンデジタルスカイサーベイ（SDSS）データセットから得られる事実を説明しようとします。ビッグバンから10億年後までに、多くの高放射クエーサーがすでに形成されていました。それぞれに10億太陽を超える質量を持つSMBHがあります。これらは「種のブラックホール」から生まれました。最初の巨大な銀河団の間で超新星が崩壊する最初のサイクルの後に残された重力の燃えがら。ビッグバンから10億年後までに、それはほとんど終わった。どうしてそんなに多くの質量がそのような小さな空間領域にそんなに早く凝縮するのでしょうか？
VolontariとReesによれば、「このような種を最大10億個の太陽質量まで成長させるには、ガスのほぼ連続的な降着が必要です...」このような高い降着率に対抗することは、ブラックホールに落ちる物質からの放射が通常急速に相殺されるという事実です "体重の増加"。 SMBH成長のほとんどのモデルは、中間（大規模-超大規模ではない）ブラックホールに向かって落下する質量の約30％が放射線に変換されることを示しています。これによる影響は2つあります。MBHを供給する物質は放射によって失われ、外向きの放射圧は追加の物質の行進を内向きに抑制して急速な成長を促します。
迅速なSMBH形成を理解するための鍵は、MBHの周りの初期降着円盤が現在ほど光学的に密集していない可能性にあります。このような条件下では、放射線の平均自由行程が広くなり、物質の内側への移動を妨げることなく、ディスクを超えて逃げることができます。 SMBH成長プロセス全体を推進する燃料は、ブラックホールイベント期間に大量に提供されます。一方、最も初期の時代に存在したタイプマターは、主に単原子の水素とヘリウムでした。後の時代の重金属が豊富な降着円盤ではありませんでした。これはすべて、初期のMBHが急成長して、最終的にはSDSSデータセットに見られる完全に成熟した多くのクエーサーの原因であることを示唆しています。そのような初期のMBHは、今日のMBHよりも完全に成熟したSMBHの典型的な質量エネルギー変換比を持っているに違いありません。
VolontariとReesは、初期の研究者が完全に開発された「クエーサーは約10％の質量エネルギー変換効率を持っている...」と示したと述べていますが、この質量エネルギー変換値は、Universalの後半のクエーサーの研究から得られたものであると警告しています拡張と「初期宇宙における銀河系外クエーサーの放射効率については何も知られていない」このため、「赤方偏移が少ない宇宙の写真は、以前の時代には当てはまらない可能性があります。」明らかに、初期の宇宙には物質がより密に詰め込まれており、その物質はより高温であり、非金属と金属の比率が高かった。これらのすべての要因は、初期のMBHの質量エネルギー変換効率に関して、ほとんど誰もが最も推測できると言っています。ここで、初期のクエーサーに非常に多くのSMBHが存在する理由を説明する必要があるので、VolontariとReesは、今日の降着円盤について彼らが知っているものを、そのような円盤が過去にどのように異なっていたのかを説明する手段として使用することは理にかなっています。
そして、SMBHの急速な形成に適した条件を提供したのは、星間物質内の多数の星からの再イオン化ガスが放射される前の最も早い時期です。このような条件は1億年未満しか続かなかった可能性があり、宇宙内の物質の温度、密度、分布、および組成の適切なバランスが必要でした。
（紙に描かれているように）全体像を得るには、初期の宇宙に、非常に大規模であるが非常に密度の高い星団がその中にある暗黒とバリオンの物質で構成される無数のミニハローが存在していたという考えから始めます。これらのクラスターの密度とそれらを構成する星の巨大さのため、超新星は急速に発達して多数の「種のブラックホール」を生み出しました。これらのシードBHは合体して巨大なブラックホールになりました。その間、重力と実際の動きが急速にさまざまなミニハローをまとめました。これにより、MBHを供給することができるより大規模なハローが作成されました。
初期の宇宙では、MBHを取り巻く物質は、温度が平均約8,000ケルビンの水素とヘリウムの巨大な金属に乏しいスフェロイドの形をとっていました。そのような高温では、原子はイオン化されたままです。イオン化により、光子トラップとして機能する原子に関連する電子はほとんどありませんでした。放射圧の影響は、物質がブラックホールイベントの地平線に容易に落ちるようになるまで減少しました。一方、自由電子自体が光を散乱させます。その光の一部は、実際には降着円盤に向かって再放射され、別の質量のソース（エネルギーの形で）がシステムに供給されます。最後に、酸素、炭素、窒素などの重金属の不足は、単原子が高温のままであることを意味します。温度が4,000度Kを下回ると、原子は脱イオン化し、再び放射圧の影響を受けて、BHイベントの地平線に入る新物質のフラックスが減少します。これらすべての純粋な物理的特性により、質量エネルギー効率比が低下する傾向があり、MBHが迅速に体重を増やすことができました。
一方、ミニハローが合体すると、熱いバリオン物質が巨大な「厚い」ディスクに凝縮しました。現在のSMBHの周りに見られる薄いリングではありません。これは、ハロー物質自体が急速に成長しているMBHを完全に囲んでいるために起こりました。この回転楕円体状の物質の分布により、さまざまな角度から降着円盤に供給される新鮮で高温の新しい物質の一定の供給源が提供されました。厚いディスクは、低い光学密度で大量の物質を意味しました。もう一度、問題は、MBHの迫り来る浮き沈みから離れて外向きに「太陽の帆」がかからないようにすることができ、質量エネルギー変換比は低下しました。
両方の要因–脂肪円盤とイオン化された低質量原子–は、初期の緑の宇宙の黄金時代に、MBHが急速に成長したと言います。ビッグバンから10億年以内に、彼らは比較的静かな成熟に落ち着き、物質を光に効率的に変換し、その光を広大な時間と空間にわたって潜在的に拡大し続ける宇宙に投じました。
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