中國科學家宇宙考古發現大反常！
在到達地球之前，這束光走了127億年。漫長的跋涉，加上宇宙的膨脹拉伸，讓它的能量微弱而暗淡。
同一時間，地球，智利拉斯坎帕納斯天文台。麥哲倫天文望遠鏡賣力地進行星系光譜巡天。科學家們正在藉助這台設備，建立一個高紅移星系數據庫，以期解開宇宙演化形成之謎。
偶然的一瞬，這束微弱的光與望遠鏡光譜儀上的探測器相遇了。一個明顯而確定的峯值出現在北京大學天文學家江林華的面前。
藝術想象圖：127億光年外的巨型原初星系團
江林華及其所在的北大科維理研究所團隊研究發現，這束光來自一個巨大原初星系團，它最終會演化成一個約3600萬億倍太陽質量的星系團。北京時間2018年10月15日晚上11點，這一發現在線發表於《自然—天文》雜誌。
追尋宇宙“幼升小”時的模樣
江林華的工作有點類似於“宇宙考古”——尋找宇宙中最遙遠的星系，探索宇宙“小時候”的模樣。
和所有生物一樣，宇宙也曾是個“寶寶”。一直以來，科學家認為，宇宙是在大約137億年前由一次大爆炸形成的。
大爆炸之初，嬰兒期的宇宙處於極高温、極高壓狀態，只有光子、質子、中子等基本粒子。之後，宇宙慢慢冷卻，花了幾十萬年時間形成了原子等基本物質結構。那時候的宇宙一片黑暗，沒有太陽，沒有星星。
如果説今天的宇宙是個百歲老人，那麼，宇宙在大概7歲左右，也就是在“幼升小”的年紀時，出現了一次重大變化——在引力作用下，宇宙大尺度結構開始形成，最原始的恆星、星系、黑洞出現，宇宙被點亮了。
江林華感興趣的問題之一，正是宇宙是怎麼完成“幼升小”的，包括“宇宙中第一批天體如何出現”“最原始的宇宙大尺度結構是怎麼形成的”“宇宙從黑暗到明亮的過渡是何時完成的”……
這些問題的答案，目前尚無定論。之所以會如此，是因為觀測數據有限，統計口徑不一。想解決這些問題，就要依賴高探測能力的天文望遠鏡，在如今明亮的宇宙中“淘”出更多百億年前留下的、已遠超人眼可觀察能力範圍的微弱光芒。
2014年9月，江林華帶着在美國求學時積累的觀測經驗和合作資源，回到了北京大學。第二年，他就和北大的科研團隊一起，藉助科技部重點研發項目和國家自然科學基金委等項目的資助，依託位於智利的麥哲倫天文望遠鏡，開始了組建星系樣本庫的征途。
按照江林華的預期，這個樣本庫將為研究宇宙“幼升小”的歷史提供數據支撐。樣本庫中的星系不僅都來自於宇宙“幼升小”年代的星系候選體，而且還要經過光譜確證，測出距離地球的精確距離。
偶遇一束從遠古走來的光
2017年的一天，麥哲倫天文望遠鏡的探測器對準了一塊不算大（大約四平方度，近似於5個滿月大小）的天區，然後把“視線”向更深處望去，為的是從目前星系團候選體中篩選出確定者，並確定它們的位置。
之後，數據分析人員意外地發現，光譜圖在紅移5.7的位置上出現了一個不在計劃中的峯值。
“紅移”是天文學家們用來判斷光“跋涉”了多遠的工具。
一般來説，光剛被髮射出來時，具有較高的能量，經歷了漫長的傳遞和宇宙空間拉伸後，能量降低。而光譜儀可以分辨出光的能量，並判斷光從剛發出至今的時間和距離。紅移越高，就説明光源距離地球越遠。
盯着這個峯值，江林華本能地想要看一看這束紅移5.7的光來自何方神聖。
“紅移5.7”正好對應着距今127億年前，那時候的宇宙距離大爆炸的時間大約在10億年，宇宙處在“幼升小”的年紀。“這麼巧！”江林華心裏感嘆。
之後的研究結果，讓他們更為驚歎——這束光來自一個巨大的原初星系團，或者説星系團的巨大前身。
通過天體物理學理論分析和計算機數值模擬，科研團隊發現，這個巨大的原初星系團最終會“百分之百地”“不可避免地”發展成一個約3600萬億倍太陽質量的星系團。
宇宙早期已知的最大質量原初星系團
這可能是宇宙早期已知的最大質量的原初星系團，但同時，這也是一個反常。
“它就像一座一線城市，星系密度很高，是同一時期其它區域星系密度的近7倍。”江林華説，目前尚未發現在宇宙早期會有如此大尺度和高密度的結構。
按照標準宇宙模型的預言，宇宙中大尺度結構的形成類似於滾雪球，小的結構通過合併，形成更大的結構。也就是説，最大的結構往往形成於宇宙演化的後期，如此大的原初星系團在宇宙少年時代不太可能存在。
可是，新發現的這個巨型原初星系團卻出現在宇宙“幼升小”的年紀。“這表明宇宙很早就有了大尺度的結構。”江林華説。
這樣的反常，曾經引起過論文評審人的擔憂。4月16日，《自然—天文》雜誌收到論文後，組織了三位評審人對文章進行評審。
三個月後，雜誌副主編Marios Karouzos在向江林華反饋審稿意見時説：“三位評審人對您提供的數據和分析印象深刻，但他們也對結論的力度提出了一些擔憂。”
其中一名評審人説：“這些發現很有趣，但需要更為強有力的分析陳述。”
在評審專家的建議下，科研人員對論文研究方法、圖表等的陳述修改完善，最終得到評審專家的認可，論文在9月4日被正式接收。
江林華表示，他的科研團隊還將採用多波段觀測手段，進一步研究這個原初星系團的內部結構，同時，他們也期待着望遠鏡技術和數值模擬技術水平再上一個台階，以幫助他們通過更大規模的巡天，找到更多與此次類似的原初星系團，完善人類對宇宙結構形成的認知。（完）