作者系网易新闻·网易号“各有态度”签约作者
在介绍有关这则新发现的消息之前，或许我们有必要简单了解一下人类已知的宇宙历史。
一、大爆炸（The Big Bang）
1929年，美国天文学家埃德温·哈勃观测发现，星系的红移随着距离的增加而显著地增加。所有星系看起来都在远离我们，越远的速度越快。这一观测结果暗示了可观测宇宙的体积正在膨胀，这就是哈勃定律。哈勃定律意味着过去的空间比现在小，在哈勃空间望远镜和其他设备年复一年的仔细观测中，如今的宇宙学家对数据的解释是，我们已知宇宙的全部时间和空间开始于一场距今约138.2亿年的剧烈大爆炸。
天文学家在20世纪30年代将这一学说命名为“大爆炸理论”。尽管目前宇宙大爆炸理论还无法描述宇宙最开始的条件是怎样的，但它可以帮助物理学家描述在宇宙膨胀开始后的最早的时刻。
如何理解这种大爆炸呢？科学家告诉我们这种大爆炸并不是大规模的爆炸，而是一种急剧的膨胀，可以想象一个被吹大的气球：从一个极小的气球瞬间吹大到目前宇宙的大小，并且这个气球还在加速膨胀。
大爆炸后的最初的时期，是一个炙热、高压、充满辐射的时代。如果我们在大爆炸后的1秒钟看宇宙，我们将看见质子、中子、电子、反电子（正电子）、光子和中微子的汪洋大海，根据美国宇航局（NASA）的数据，此时的温度大概是55亿摄氏度。随着时间的推移，宇宙逐渐冷却，中子或衰变成质子和电子，或是与质子结合产生氘（氢的同位素），宇宙持续冷却，最终达到电子与原子核结合形成中性原子的温度。在此之前，整个宇宙是混沌无光的，因为自由电子会使光子发生散射。但当自由电子被吸收形成中性原子时，宇宙突然间就变得透明了，这一瞬间，宇宙最早期的光子闪耀出光辉，根据NASA提供的数据，这个时间点大约是大爆炸后38万年。
这种早期的光，有时被称为大爆炸的“余辉”，也被称为宇宙微波背景（CMB）。1948年，拉尔夫·阿尔弗（Ralph Alpher）和其他科学家第一次预测它的存在，现在，它已经被观测到。然而，在宇宙闪耀出光辉的那一刻之后，整个宇宙又陷入黑暗，因为当时还没有任何恒星和其他明亮的天体形成。
二、再复合时代、黑暗时代
大约在大爆炸的40万年后，温度下降到只有几千开尔文。在这样的温度下，氢原子可以捕获住电子，形成氢分子。这一时期被称为再复合时代。
在再复合时代，宇宙剩余的辐射从物质中分离，最终在空间中畅通无阻地穿梭往来，接下来的时间里宇宙越来越冷，越来越暗，进入被天文学家命名的“黑暗时代”。
这个黑暗时代，持续了多久？宇宙学家认为大概有1亿~2亿年。黑暗时代之后，氢分子和其他分子在引力的作用下聚集成团，并随着引力的作用逐渐吸引了更多的气体，团块越长越大成为巨型氢分子云。在成长的过程中，这些巨型氢分子云内部开始变热，并开始运动和旋转（例如受到临近分子云的引力拉扯，就可以开始旋转），当其内部的高压、高温到达一定的程度时，氢被点燃，变成了氦，第一代的恒星至此诞生，宇宙的黑暗时代终于结束。
宇宙的第一代恒星与我们现在看到的恒星很不一样，它们非常巨大，质量可能是太阳的100~1000倍。它们辐射出巨大的能量，使周围的分子云加热，它们还会释放出在黑暗时代捕获的电子，这个时期就被称为再电离时代。
一旦第一代恒星形成，它们中的大部分成员则不可避免地会被其他恒星的引力吸引，形成星团，然后是更大的星团，最终形成巨大的恒星群，围绕它们的引力中心运动。
三、观测深空中早期宇宙星系团的形成
2009年欧空局发射了赫歇尔空间天文台，它是史上最大的红外望远镜，能够观测到宇宙中最冷和最黑暗的天体，研究团队使用它观测到一个在远红外线波段非常红的单一宇宙天体，因此决定使用APEX和APEX天线和ALMA干涉仪对这个天体进行进一步研究。
APEX是位于智利阿塔卡马沙漠的直径12米的射电望远镜。阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波天线阵（ALMA）位于智利北部阿塔卡马沙漠地区，是一个由66个高精度天线组成的射电望远镜。这些天线的直径从7到12米不等，当它们以不同方式配置时，所组成的阵列可以放大宇宙中一些最遥远的天体，并且可以捕捉比哈勃太空望远镜更清晰的图像。
综合观测的结果令人惊讶，那个在远红外线波段非常红的看似是单一的宇宙天体，实际上是一群处于早期宇宙的“尘土飞扬”的星系。它们正在合并以形成未来大规模星系团的中心。
该研究的项目负责人Ivan Oteo指出，观察到这类现象是非常罕见的，这些星系在任何时期和宇宙中的任何地方都是少数。由于ALMA的分辨率和灵敏度都很高，利用它的数据，天文学家计算出该星系群所处的时期——宇宙大约只有15亿岁。然而，目前的理论和计算模型表明这种非常大的星系群需要更多的时间来进化。天文学家们认为，这个新发现将提供一个很好的机会帮助他们研究巨大的星系是如何连接在一起形成星系团的。
相关研究结果发表在《天体物理学杂志》上。
参考资料：
《天文之书》，吉姆·贝尔 著
https://en.wikipedia.org/wiki/Herschel_Space_Observatory
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/06/180607100959.htm#
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aaa1f1/meta
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