“天上的星星，一眨一眨亮晶晶，我許下的愿望，就像一顆水晶。”昨天夢到了很美麗的星空，就像科幻片一樣，特別多的流星，整片星空把夜晚照的很亮，很亮...

      那么 宇宙從什么時候開始有了星星？這是最令人類遐想的疑問之一。發表在《自然》期刊上的兩篇論文公布了答案：大爆炸后1.8億年。

　　值得一提的是，美國亞利桑那州大學和麻省理工學院的科學家們利用的探測設備是一臺冰箱大小的射電天線，基本工作原理和FM收音機十分相似。

最早的恒星（藝術想象圖）本文所有圖片來自：美國自然科學基金（NSF）

　　只是，這臺“收音機”需要盡量精確、均勻地接受不同頻段的射電波。需要多精確呢？美國自然科學基金（NSF）負責監督該項目的Peter Kruczynski表示：“（地球）噪音比信號大一千倍——這就像是在颶風中聽到一只蜂鳥在振翅。”

　　除此之外，科學家們還意外地發現，那時候的宇宙要比計算預測得冷很多。這可能是神秘的暗物質參與作用的結果。

　　被恒星“吃”掉的宇宙微波背景

　　要想找到最早的恒星，先得從宇宙的早期演化說起。

　　宇宙在極早期充斥著各種基本粒子，處于混沌的等離子體狀態。直到大爆炸后約38萬年，質子和電子結合成穩定的中性氫原子，宇宙才變得通透起來，光子得以自由穿行。

　　這群古老的光子，在穿行約137億年后到達地球。它們見證了這137億年間的宇宙變換、星辰生滅，構成了宇宙微波背景輻射（CMB）。許多宇宙過往的奧秘，就寫在這本無字天書中。

　　宇宙的演化

　　恒星的誕生就是其一。在引力作用下，中性氫原子氣體最稠密的區域開始進一步聚集，最終坍縮，形成恒星。

　　恒星放出的紫外線會影響到周圍的氫原子氣體，改變氫原子的激發態。在這個過程中，氫原子從宇宙微波背景中吸收波長21厘米、頻率1420兆赫的特征性輻射，即“吃”掉一些特定的光子。

　　恒星的誕生由此在宇宙微波背景中留下了腳印，但我們要去哪里尋找這個腳印呢？

　　當時1420兆赫的輻射，在經過億萬年的“紅移”效應后，達到地球時會變成100兆赫左右的輻射。

　　如果上述推論正確，科學家們應該能發現在宇宙微波背景中，100兆赫左右的輻射被“吃”掉了一些。

　　大爆炸后1.8億年

　　盡管方向明確，真的要找到這個信號并不容易。除了來自銀河系的射電信號外，地球本身就是個巨大的噪音場，而100兆赫左右也和人類常用的無線電頻段有所重疊。

　　“在颶風中聽到一只蜂鳥在振翅”的比喻并不夸張。

　　經過數年的推倒重建和校準，一臺體積僅如小冰箱的設備出爐。麻省理工學院的海斯塔克天文臺設計制造了天線和接收器，亞利桑那州大學的地球和太空探索學院則給接收器增加了自動天線反饋測量系統。

　　射電信號到達天線后被接收器增強，再經計算機數字化記錄，其基本原理與FM收音機和電視接收器并無本質差異。

　　實驗坐落于澳大利亞西部的荒漠地區，遠離人類信號的干擾。但在啟動收音后，前人理論模型的偏差又讓研究團隊走了彎路。

位于澳大利亞西部的“收音機”

　　一開始，他們設定收音機聆聽100兆赫到200兆赫頻段，一無所獲。他們意識到，理論模型預測氫原子氣體比周邊介質溫度更高。而如果氫原子氣體實際上冷得多的話，氫原子就會在50兆赫至100兆赫這個頻段產生強烈的吸收。

　　“我們把系統調到這個更低的頻段后，立馬就找到了疑似信號。”論文作者之一、海斯塔克天文臺科學家 Alan Rogers說道。

具體來講，科學家們發現78兆赫左右的射電信號出現了一個微沉。78兆赫對應大爆炸后約1.8億年，這就是恒星的最早生日。

　　這是天線數繁多、數據復雜、耗時漫長的干涉儀也沒能做到的成果，也是哈勃望遠鏡沒能看到的線索。

　　論文的第一作者、亞利桑那州大學的Judd Bowman說道：“在有生之年，我們不太可能看到更早的恒星了。這個工程展示了一種令人信服的新技術，為今后幾十年的天文物理新發現埋下了伏筆。”

　　神秘的暗物質

　　此外，早期氫原子氣體意外的低溫本身就可能是個重要的發現。根據這次的探測結果計算，氫原子氣體大約比絕對零度高2度，比此前的理論預期要低一半。

　　一些科學家指出，這可能是暗物質與我們所知的重子物質相互作用的結果。根據信號計算，暗物質粒子的質量不超過數倍質子質量。

　　“如果這個猜想得以證實”，Bowman說道，“那我們就對占據宇宙物質85%的神秘暗物質有了全新的基本認知，首次瞥見標準模型以外的物理。”