：最新研究：宇宙又晚出生了一亿年

宇宙中最古老的一代恒星，可能需要重新设置它们的生日了。按照欧洲空间局普朗克卫星（Planck）公布的最新数据，这些古老恒星开始发光发热的时间，要比科学家此前预计的时间晚大约1亿年。

普朗克团队最新发布的宇宙微波背景辐射极化图像。图片来源：ESA

宇宙大爆炸之后的数亿年，最早形成的一批恒星和星系发出光和热照亮了宇宙，结束了此前的那一段被称为“暗黑纪元”（dark age）的时期。欧洲空间局的普朗克卫星所作的最新测量表明，星光开始照亮宇宙的这一时刻，大约比普朗克此前估算的时刻晚了大约1亿年。这一结果是在普朗克卫星新一年观测数据的基础上作出的。

“尽管相比于宇宙近140亿年的年龄，区区1亿年似乎可以忽略不计，但对于第一批恒星的形成来说，它们带来的影响截然不同。”普朗克团队成员、意大利米兰大学的马尔科·博萨内利（Marco Bersanelli）在一份申明中如是说道。

暗黑纪元的终结

早期宇宙中诞生的第一批恒星和星系，终结了宇宙的所谓“暗黑纪元”。这些恒星不只是用它们发出的光照亮了夜空，还清空了原本充斥在宇宙中的、由氢原子构成的迷雾。

这团迷雾填满整个宇宙，遮挡了绝大部分波长的光线——这正是这一时期被称为“暗黑纪元”的原因。

第一批恒星和星系发出的强劲光子将迷雾中的氢原子电离，也就是把电子从原子核（质子）周围赶走，因此这一时期又被称为再电离时期（reionization）。被称为类星体的星系大约也在这一时期突然出现，位于类星体中心的超大质量黑洞将光和物质构成的强大喷流射入宇宙。

按照欧洲空间局的那份申明，美国航空航天局（NASA）的哈勃空间望远镜所做的观测表明，宇宙在大爆炸后大约9亿年时已经完全清除了氢原子迷雾。问题在于，这一过程是从什么时候开始的呢？

此前普朗克所作的观测表明，再电离时期始于大爆炸后约4.5亿年。新的结果使用了更大的数据库，即2009年到2013年间普朗克采集的数据，将这一时刻往后推迟了1亿年。

由于恒星和星系驱动了再电离过程的开启，普朗克团队的科学家表示，新的测量结果也指明了第一批恒星和星系开始形成的时刻。

普朗克团队成员、法国巴黎天体物理研究所的弗朗索瓦·布歇（Fran?ois Bouchet）说，“这些过程基本上是同一枚硬币的两面。”布歇说，普朗克探测器确定的是恒星和星系开始形成的平均时刻，并不是指某些特定恒星的诞生时间。目前已经确定的一些罕见的恒星，或许有可能在暗黑纪元结束之前就已经形成。

暂时，普朗克团队的科学家仍把再电离看成是一个“瞬时”事件。这里的“瞬时”当然是在宇宙学尺度上来说的。当然，布歇解释说，这个过程实际上肯定是要花上一段时间才能完成的。

“任何物理过程都要花费一定的时间，”布歇说，“稍后，我们会去探索这段时间到底有多长。我们希望有能力确定20%的宇宙被再电离的时刻，然后是30%、50%和100%的宇宙。我们希望能够了解宇宙再电离的完整历史。那才是我们的最终目标。”

宇宙最古老之光

普朗克望远镜研究宇宙再电离时期的方式，是观测宇宙微波背景辐射：这是一种充斥在整个宇宙之中的微光。这种光由宇宙大爆炸产生，自世界创生之时便在宇宙中穿梭。因此，在宇宙历史中发生过的所有事件都会在微波背景辐射中留下信息。

当宇宙开始从暗黑纪元中显现出来的时候，氢原子被拆分成质子和电子。这些电子会与微波背景辐射相互作用，在这种光的“极化”中留下印迹。所谓“极化”，指的是这种光波的振动方向。普朗克团队的科学家已经从宇宙微波背景中找到了这种细微的变化。

2月5日，普朗克团队发布了一大批新数据，这项新结果便是其中的一部分。普朗克仍在采集宇宙微波背景辐射的数据，布歇表示他对普朗克卫星有信心，将有能力给宇宙从暗黑纪元中显现的过程提供更为精细的时间线。

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