原初之光挑战宇宙起源

2018年2月28日，《自然》杂志刊登了一则令人兴奋的消息—天文学家可能发现了宇宙最早的恒星，堪称宇宙原初之光。

研究者们通过射电望远镜探测一种特殊的21厘米波辐射。目前理论认为，由于最早的恒星的紫外线加热氢原子，被加热的氢原子会吸收微波背景辐射中的21厘米波的辐射。因此，如果发现了微波背景辐射中有21厘米波部分被吸收，这说明了宇宙最早期恒星的形成。

研究者们在澳洲偏远的沙漠中架设了一台小型射电望远镜试图观测微波背景辐射中的21厘米波的吸收光谱，并成功发现了一段吸收光谱。根据宇宙大爆炸理论，宇宙初期一片黑暗，是由各种高能粒子、光子、暗物质等等混合在一起的一团浆糊。随着宇宙演化进一步膨胀，远古恒星形成，第一次带给宇宙光明。这次发现的21厘米波辐射光谱便是因为这些远古恒星激发氢原子导致的。

然而这次的发现有两点非常奇怪。一方面，这个吸收光谱对应的宇宙恒星形成时间比理论预计大幅提前，在宇宙大爆炸后1.8亿年就出现了。也就是说，现有理论对宇宙初期演化的认识很可能不对，甚至可能动摇宇宙大爆炸理论的根基。另一方面，这个吸收光谱比理论预计至少宽两倍。天文学家们经过仔细研究后发现，只有假设暗物质在宇宙初期能够和一般的物质粒子相互作用，才能解释这一现象。然而目前理论认为，暗物质几乎不和正常物质粒子相互作用。这次发现的原初之光无疑是对宇宙起源及演化理论的巨大挑战。