天文學家發現了宇宙史上第一道光在天空中投下的影子
第一代恆星的印記和暗物質的新特點被發現。
Dawn
Yves Thibaudet
Jean
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藝術家筆下描繪的早期宇宙的場景。NASA
宇宙大爆炸也許是極為明亮輝煌的一瞬。但在這一瞬過後，宇宙卻陷入了黑暗。
黑夜持續了大約2億年，光明才姍姍來遲。第一代恆星在宇宙的物質迷霧中孕育而生。
今天我們尚無緣直接看到這長夜黎明的第一道曙光。但它們並沒有完全消逝，而是退出了我們的視線，將自己隱藏了起來。
宇宙的第一代恆星能夠產生大量紫外輻射。雖然它們的生命十分短暫，但這宇宙黎明的第一道曙光在穿越氫雲時，會在一個非常特殊的波段上留下印記。這個印記是氫的吸收信號，表現為背景輻射強度，會在某個波段上陡然下跌。
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這個印記存在於21厘米波段上，與此對應的頻率是1.4GHz。在這個波段上尋找氫雲的吸收信號不是一件容易的事。一方面，是因為在這個波段上，宇宙中充滿了比這個信號強得多的電磁波；另一方面，是因為宇宙在膨脹。
由於宇宙空間的膨脹，電磁波的波長會被拉伸，這一印記會朝著低頻的方向轉移。這一現象就是紅移。問題在於，我們不知道它究竟轉移到了哪個頻率上。
天文學家為了尋找這個印記，付出了很多年的努力。最近，憑藉澳洲西部一台長得有點像桌子的特殊射電望遠鏡，一個天文學科研小組在《自然》雜誌上刊文認為，他們可能已經找到了。
發現第一代恆星印記的EDGES地基射電分光儀。它位於澳洲西部荒漠里。澳洲聯邦科學工業研究組織（CSIRO）
出現在波形圖上的「下跌」。Judd Bowman等人
在對來自南天大部分區域的射電波頻譜，進行了多年堅持不懈的搜尋之後，他們在78MHz的頻率上，發現了一處信號強度的顯著下跌。
與這個頻率相對應的時間，大約相當於宇宙大爆炸後1.8億年。如果推算過程沒有出錯，那麼這個印記毫無疑問就是宇宙第一代恆星留下的。
這是一個了不起的發現。然而故事還沒有完。
科研小組驚訝地發現，他們監測到的這個信號強度，竟然比理論預期高出了兩個數量級。
這意味著產生這個吸收信號的氫雲溫度，比背景輻射的預期溫度要低一半以上。
這個結論頓時讓理論物理學界炸了鍋。因為理論上，那個時候的宇宙，氣體升溫比降溫更容易。
這一反常現象的背後，或許有兩種可能。一種是，當今的宇宙理論出現了重大缺陷。而另一種是，普通物質身上的能量，正在被一種溫度比它還低的東西攫取。而根據現有理論，這樣的東西可能只有一種——暗物質。
無論哪種可能，都足以讓人震驚。
針對暗物質，科學家有很多不同的觀點。最流行的一種看法認為，暗物質是一種「弱相互作用大質量粒子」。
但這個發現表明，暗物質粒子可能不會比質子重多少，這和「弱相互作用大質量粒子」中「大質量」的說法是矛盾的。其次，這還表明暗物質的溫度比之前人們認為的低。
正如這個研究項目的領導人，美國亞利桑那大學天文學家Judd Bowman所說，如果暗物質被證實確實擁有這樣一個特點，那麼這將是我們第一次看到來自標準理論模型之外的物理學之光。
光明和黑暗，是人性的兩個方面。而折射到宇宙中，或許就表現為了我們對黎明的渴望，和對未知的恐懼——及探索。
暗物質是宇宙「蛛網」結構的骨架。美國自然史博物館
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