近日，这一突破性进展发表在国际一流天体物理期刊《天体物理快报》上。美国国家光学天文台当地时间7月11日，以“遥远的星系揭开宇宙黑暗时代末期的面纱”为题专门撰文报道了此项研究突破。
一个极具挑战性的问题
先来看一下宇宙的前世今生吧。
大约138亿年以前，我们的宇宙形成于一次大爆炸，当时的温度达到10亿摄氏度以上。氢元素和氦元素，就是这个时候产生的。大爆炸确定了氢和氦元素各自的比例，氢元素大概占整体数目的90%左右。
想象一下，整个宇宙当时就是一锅热粥，氢元素处于电离状态，那个时候的宇宙是明亮的。而随着温度下降，宇宙渐渐冷下来，曾经处于电离状态的氢元素变成了中性氢元素，它可以吸收宇宙中的紫外光，从而束缚住这些光子，使其无法自如到达远方。宇宙大爆炸后大概30万年，整个宇宙陷入了一片黑暗之中。
然而，在这宇宙的黑暗时期，在引力作用下，宇宙的结构开始逐步形成：氢元素形成了第一代恒星和星系，第一代恒星的质量可能非常大，相当于几百个太阳。这些恒星聚变时产生了大量的紫外光子，产生了许多像气泡一样的电离泡。随着电离作用加快，在某个特殊阶段，整个宇宙的星际介质再次变成电离环境，从而结束了宇宙的黑暗时代。
这个过程被称之为“再电离”。虽然天文学家知道其发生于宇宙大爆炸后大约3亿年至10亿年之间，宇宙第一代星系在其中起到了显著作用，但确定再电离的细致过程以及第一代星系何时形成一直是天体物理前沿一个极具挑战性的问题。
宇宙8亿年，“大雾”开始消散
假设宇宙大爆炸时的一个光子，在岁月的长河中，一直不停歇地奔跑着，科学家们如果能够解读出它所携带的信息，就能窥见宇宙早期的样子。我们现在可以看到的宇宙，最远的信号是来自宇宙微波背景辐射。二十世纪六十年代初，美国两位科学家为改进卫星通讯，建立了高灵敏度的号角式接收天线系统。为了降低噪音，他们甚至清除了天线上的鸟粪，但依然有消除不掉的背景噪声。这正是宇宙微波背景辐射造成的，这一发现为他们赢得了1978年诺贝尔物理学奖。
尽管宇宙微波背景辐射是研究宇宙再电离时期的一种重要方法，但这种方法有局限，一般会结合宇宙早期星系的研究，如对那个特殊时段的类星体、伽马爆和恒星形成星系的研究，来获得再电离的演化历史。然而宇宙早期类星体的数目非常少，而早期宇宙伽马爆又很难捕捉到，故而早期宇宙的恒星形成星系现在是研究宇宙再电离的热点。这些宇宙早期天体所辐射的莱曼阿尔法光子，一直是科学家们探测宇宙再电离的关键手段，因为这一发射线光子会被宇宙间弥散的中性氢原子散射。如果说宇宙整体的中性氢环境就像一场大雾，这些早期宇宙中的莱曼阿尔法星系就像大雾中的车灯，被遮挡得有些模糊。一旦周围环境开始电离，大雾会渐渐变弱，等到氢元素完全电离，大雾也就消失了。
“宇宙再电离时期的莱曼阿尔法星系”，是中国科学技术大学王俊贤教授发起组织的一个国际研究项目，由中国、美国和智利三国天文学家参加，中科院率先行动“百人计划”青年俊才候选人、上海天文台郑振亚研究员是该项目的共同组织者。
宇宙年龄8亿年处是宇宙再电离研究的最前沿，由于观测上的挑战，国际上对这一宇宙年龄及更遥远的莱曼阿尔法星系的类似搜寻工作，在过去10年间进展十分缓慢。LAGER 在第一个目标天区探测到了宇宙年龄在8亿年处的23例莱曼阿尔法发射线星系。这批样本也是该宇宙年龄处获得的最大星系样本。分析发现，莱曼阿尔法星系的数目在宇宙年龄10亿年处大概是宇宙年龄8亿年处的4倍。“这表明宇宙再电离的过程始于更早期，在宇宙年龄8亿年处仍然未完成，大概处于一半电离一半电中性的状态，并且是非均匀的。”论文第一作者郑振亚研究员说。
这个结果意味着，宇宙在它当前年龄不到6%处，这场“大雾”已经开始消散(50%电离);很大比例的早期宇宙第一代星系则形成于宇宙年龄8亿年之前。
第689章 传颂者文明
和之前的几次空间穿梭一样，出了超级空间隧道，硅基机器人种族的庞大舰队群第一时间与盘古星系的主宰势力传颂者文明取得了联系。
在传颂者文明舰队的带领下，硅基机器人种族的舰队一同深入了这个最为古老的星系。
作为一个宇宙早期形成的星系样本，在盘古星系内部的星际弥散介质中氢的电离比例很高，这也印证了其产星速度较快的情况。
电离氢区是宇宙中包含有大量电离氢的气体云区域，大小可达数百光年，温度一般为103104K，含有102105倍太阳质量的星际物质。
电离氢区形成的原因往往是附近有O型或B型高温、年轻的恒星，发出大量的紫外辐射，使气体云中的中性氢原子发生电离。如果气体云的密度非常低，宇宙射线也可以令氢原子电离，并形成电离氢区。
电离氢区的前身是巨分子云，即温度和密度都非常低，几乎全由氢分子组成的云气。巨分子云可以稳定地存在很长的时间，但如果遭遇超新星造成的激振波、云气的碰撞或磁场的交互作用等情况，都可能会导致云气局部发生撕裂和塌缩。
一旦这种情形发生，恒星的诞生旅程也就开启了。所以，巨分子云，也就是电离氢区的前身也被形象地称之为【恒星苗圃】。
除此之外，在盘古星系范围内部还存在不少诞生于宇宙早期远古时期的第一代恒星，虽然其中绝大多数都是红矮星，或者濒临灭亡的红巨星，但这些第一代恒星样本对研究分析宇宙早期星系形成与演化提供了丰富的样本，且对完善宇宙的进化理论具有颇为重要的意义!
……
与之前接触过的几个宇宙文明不同，盘古星系的主宰势力传颂者文明并非创生文明的一员，也就是说，他们的诞生于造物主文明并无任何关系。
事实上，传颂者文明所拥有的历史要比造物主文明还更加久远一些!是因为对宇宙拥有着共同的希冀和认知理念，传颂者文明才加入了【挽救联盟】，成为了造物主文明的忠实盟友以及合作伙伴。
所以，原晧宸在知晓这一切之后，一股发至灵魂深处的敬畏感便油然而生。
传颂者文明的科技实力究竟达到了何种层次?
这个问题，原晧宸等人根本无法描述，甚至无从感知，因为，传颂者文明实在是一个太过特殊的宇宙文明。
一般情况下，越是强大的宇宙文明，所掌控和消耗的能源级数就越高。也正因为这样的标准，在众多宇宙文明之中，都广泛存在类似“卡尔达肖夫指数”这样概念的划分标准。
然而，实际情况是，作为一个宇宙中的真正强者，传颂者文明所需要消耗的能源却并不多。
或许应该这样来描述，虽然传颂者文明可以轻易掌控和利用无法估量的能源储备，但是他们用于维持整个文明世界正常运转所需的能源实在是太少太少。
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