导语：无论是用眼睛还是用望远镜观察物体，都需要光子才能击中某种探测器，不管是视网膜还是照相机。但在宇宙黑暗的时代，宇宙被一团中性氢的雾所包围，这种雾气把第一批恒星和星系的光困住了。直到宇宙大爆炸后10亿年，雾气才消失，当时中性氢被重新电离并再次分裂。因为在黑暗时代，光无法逃离周围的环境，它无法在宇宙中向外移动，撞上地球上的探测器，大约130亿年后。因此，试图回首过去，就像试图透过浓密、黑暗的阴霾看到一个气泡。
01
宇宙的改变
从日常的角度看，太空似乎是空的，但星系之间的浩瀚空隙实际上充满了一种极其稀薄的气体，一种由质子和电子组成的稀薄气体，这种稀薄气体带有更多奇异元素。事实上，宇宙物质在宇宙历史上经历了两次彻底的改变，研究人员刚刚得到了第一次具体的观察，第二次转变是如何发生的。这项工作是为了弄清楚早期恒星是什么时候给宇宙提供了它目前的形态的一步。加思·伊林渥斯说：“这是我们目前不知道的事情之一”，加思·伊林渥斯是加州大学圣克鲁斯大学荣誉退休教授。
1、第一次改变发生在宇宙大爆炸后数十万年，宇宙的质子和电子冷却成氢原子
第一次改变发生在宇宙大爆炸后数十万年，宇宙的质子和电子随着事物的冷却而成氢原子。在这一点上，大爆炸余辉中的大多数颜色的光可以自由移动，而不会撞击到干扰粒子，从而使它们从视野中消失，宇宙基本上变得透明。但所有这些电子质子对形成了一个无所不在的氢雾，阻止了一个特定的紫外线色调的突破。然而，数亿年来，这并不重要，因为没有星星，黑暗统治着。
2、第二次转变开始于巨大的恒星融合而成的生命
第二次转变开始于巨大的恒星融合而成的生命，与我们谦逊的太阳相比，这是一种怪物。在把自己组织成第一个星系之后，他们开始结束“宇宙黑暗时代”，用光填补空白，再一次改变整个宇宙的物质。
当来自这些星系的剧烈能量的光深入到更深的黑暗中时，它撕裂了它所遇到的氢原子，留下了充满了今天充满宇宙的晶莹剔透的质子电子物质的区域。清场是什么时候开始的？星系打开周围空间的速度有多快？我们不知道怎么说，但在夏威夷举行的美国天文学会会议上，天文学家提出第一次观测到了三个星系，膨胀了周围透明空间的气泡，并将氢雾推回来。亚利桑那州立大学的天文学家桑吉塔·马尔霍特拉说“这很令人兴奋，因为我们在(每次)泡沫相对较少的时候捕捉到了它们。”
02
莱曼阿尔法线
1、深入观察天空某种颜色的紫外线：莱曼阿尔法线
要从这个所谓的“宇宙黎明”中发现昏暗的闪烁，关键是要深入观察天空(因为来自更远星系的光线到达我们的时间更长，让我们可以像过去一样看到它们)某种颜色的紫外线：莱曼阿尔法线。这种类型的光波不能穿过氢雾，所以坐在豆汤里的任何恒星或星系都是看不见的。但这三个星系特别清除了足够大的气泡，使莱曼阿尔法光得以逃逸，开始了一次将在今天的亚利桑那州基特峰国家天文台结束的旅程。哈勃太空望远镜和夏威夷凯克天文台经过艰苦地跟踪观察，证实天文学家发现了最早的宇宙信标。
2、这三人被称为EGS 77，他们在宇宙大爆炸之后仅仅6.8亿年就开始发光了
Malhotra说：“因为这些星系很微弱，所以花了很多个小时的深度观察。”“它们距离地球超过131亿光年。”这三人被称为EGS 77，他们在宇宙大爆炸(将宇宙138亿年的历史压缩为一个日历年，到1月中旬就会活跃起来)之后仅仅6.8亿年就开始发光了。虽然仪器不能直接探测气泡，但来自EGS 77的莱曼阿尔法色光到达地球这一事实证明，它们一定是存在的。
研究小组计算出，这三个星系中最大的星系已经清除了一个大约300万光年的空间，形成了一个与较暗星系的气泡重叠的泡泡。清除更多的雾，让他们的光线透过比他们本来可以更明亮。Illingworth说：“越大的星系产生的气泡越大，越小的星系正在开发。”
3、那些以莱曼-阿尔法颜色闪耀的星系却没有被发现
早期的星系以前已经被发现过，但是那些以莱曼-阿尔法颜色闪耀的星系却没有被发现，这可能表明那些年轻的星系还没有吹出大量的气泡。EGS 77的邻居也会清除他们所在区域的氢气，直到所有的气泡合并，从而永久地改变整个宇宙中的氢气。马尔霍特拉把她的团队的工作比作看着野营者在远处雾蒙蒙的山丘上生火。一开始，你只能看到微弱的光芒，但最终足够多的火把雾消散，整个山坡变得清晰起来。通过观察来自这些星系的莱曼阿尔法光是如何穿透的，天文学家将测量第一颗恒星如何有效地改变宇宙。来自即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的观测将极大地支持这一努力。
结语：值得记住的是，在宇宙黑暗时代，并非所有的光都会被氢原子吸收。氢原子只能在与电子从一个能级跃迁到下一个能级所需能量相对应的离散波长上吸收光。因此，一些能量大于在能级之间碰撞电子所需能量的光子就会从雾中找到出路。然而，要找到这种光，我们需要新一代的探测器，比如詹姆斯·韦伯太空望远镜，南非的再电离阵列氢时代，以及南非和澳大利亚的方阵。这些红外线和射电望远镜之所以需要，是因为随着时间的推移，光在我们不断膨胀的宇宙中传播，它会被拉伸。即使是第一颗恒星在光谱的远紫外线范围内发出的光，今天也以比开始时波长长得多的波长到达我们。