HETDEX拍到的宇宙年齡27-47億年大型星系及其他小型星系、經過放大及AI處理後會見到很熟悉但小得多、緊密得多的氣泡結構。(圖片來自德國波茨坦萊布尼茨天文物理研究所)

據Space.com報道，天文學家利用霍比-埃伯利望遠鏡暗能量實驗計劃(HETDEX)進行巡天探測，並嘗試繪製宇宙早期地圖，直至最近，他們已整理出大約在宇宙年齡27億-47億年期間(大約相當於90-110億光年外，或共動距離達200-250億光年外)宇宙一小區的星係分佈，涵蓋大約10億光年尺度(天球上相當於2000個滿月)的天體分佈圖。

相對於過去對極遙遠天體的觀測只涉及大型、具代表性星體或大質量黑洞的光，這地圖的分佈是根據所接收到的一種通稱萊曼α光的紅光/紅外光(事實上是嚴重宇宙尺度紅移後的紫外光)接收高低不同所繪製的，萊曼α光是因為氫原子在強烈恒星輻射照射下激發的高能量紫外線。雖然由於距離過遠，有些結構還是比較模糊，但這項觀測不但讓我們見到較大較亮的星系，較小較暗的小型星系及星際氣體的位置比過去的觀測也更為清晰。

萊曼α發射體其實是一種在宇宙再電離時期存在的小型年輕星系，這些星系正在高速形成大質量恒星，而強烈恒星光則照亮星系周圍的氫氣。更有甚者，它們的能量甚至再次電離宇宙中周圍的氫氣，造成宇宙的再電離時期。至27億歲時，再電離時期已因宇宙膨脹和恒星形成減弱而過去，但減弱歸減弱，恒生形成還相對高速，星系之間受強烈恒星影響並放出紫外光的情況仍很常見。(網絡圖片)

由譜線強度去看，我們不但看到比較熟悉的巨環和絲網結構(只是環比較小(大約數千萬光年直徑)，然後環之間與環內的「空洞」卻也比現在的更明亮，這間接引證兩項過去宇宙學的假說：1. 宇宙早期空間相對仍小時，星際間的氫氣密度比現在高不少；2. 這個時間仍是星系恒星爆發誕生期，恒星產生的能量仍廣佈宇宙之間，從而就算相距很遠，都能刺激星系之間的物質發亮。

重子聲學振蕩的重子物質泡會減速停留在直徑45萬光年的尺度，然後在宇宙膨脹的情況下內部空間會一直加大，物質會一路被稀釋，漸變成現在宇宙泡結構中星體集中在中央與壁面的形態。(YOUTUBE擷圖)

不過更重要的是，我們可以看到明顯但更小型的環狀結構，證明今天發現宇宙不均衡的網狀結構當時就早已發展成熟但更小而已。這又間接證實現時宇宙超巨型結構成形的假說：宇宙誕生數分鐘後至38萬年後這段時期，被稱為光子耦合時期，這是宇宙充滿能量和剛誕生的重子(包括質子、中子等)，由於密度很高且光子能量也很高，光子無法穿透而且經常撞向物質，之後產生力把重子推開。由於重子被推開的過程有點像水波擴散(不過三圍看來更像氣泡)，故也被稱為重子聲學振蕩。

直到38萬年後重子密度足夠低且開始長久結合成物質(原子)，光子可自由穿梭後，這種外推的波才漸漸停止在45萬光年左右的直徑內(而氫及氦等原子也漸漸在氣泡壁附近，並開始集結形成星系。隨著時間推移及宇宙膨漲，這些結構已擴展至今天的4.9億光年左右。而這次研究見到的，可能就是宇宙剛誕生30億年時、直徑仍相對小得多的氣泡結構……

銀河系相對於牧夫座空洞所屬超星系團結構的位置，可比較明顯見到重子聲學振蕩的典型結構。銀河系所屬的空泡結構則暫時未完全繪畫好。(BILIBILI擷圖)

事實上，計劃仍在不同距離(也是不同的過去時間)上繪製宇宙地圖，這種「宇宙時代圖」除了可以了解宇宙結構在宏觀時間上的細微變化外， 也可以對一些已受挑戰的學說例如暗物質在長期來說的變化、暗能量是否存在、宇宙加速膨脹等提供佐證或反證，有機會解開更多宇宙學研究上的問題。