多虧了好運，科技和人類的聰明才智的不可思議的結合，哈勃望遠鏡已經識別，測量並確認了宇宙中的一個遙遠星系——類似於宇宙大爆炸——是史無前例的。在宇宙膨脹之前，星系間的空間結構也在隨著時間的推移而膨脹，星系離我們越遠，它散發的光在到達我們眼睛之前，多普勒紅移就越大。

（GN-z11（又名嬰兒星系）是目前人類已知最遙遠的星系。

有先前的說法說道，宇宙中人類所知的最遙遠的星系是EGS8p7，在到達我們的眼睛之前，它的光線的多普勒紅移指數達到了8.63。這告訴我們這些光線是來自132.4億年以前的：當宇宙才只有0.573億年的歷史的時候，也就是它目前年齡的4%。但是這個記錄已經被打破了，新的記錄是一個由科學家組成的國際組織用哈勃太空望遠鏡發現的。

新紀錄的保持者擁有巨大的11.1的多普勒紅移係數，意味著這些光線的歷史更加的久遠：在134.0億年前散發出來——當宇宙只有0.407億年的歷史的時候，比任何其他可見星系都更加接近大爆炸的時間。專案的主要負責人帕斯卡·奧施說道：“我們已經在時間上後退了一大步，這遠遠超出了我們預期的能用哈勃望遠鏡所做到的事情。我們發現了在宇宙僅僅只有其當前歷史的3%時期的GN-z11星系。這個時候，你需要的不僅僅是高超的技術，還需要很好的運氣能夠用哈勃望遠鏡看見如此久遠的星系。”

哈勃望遠鏡用光譜證實了迄今為止宇宙最遙遠的星系。

在技術層面，我們知道在如此遙遠的距離，只有足夠明亮的星系才能夠被看見，因為表觀亮度會隨著到光源距離的加倍而減弱。最亮的光是由最熱最大的恆星產生的，與此同時，它們不僅顯著地向外輻射著紫外線，其電離氫原子可導致氫原子中最亮能量最高的躍遷：Lyman-αline (萊曼阿爾法線），其波長只有121.567奈米，遠遠低於400-700奈米的可見光範圍。當你觀察得越來越遠，紅移就會起作用，這就意味著這條光線會從可見光變為紅外線，進入到一個新的波長範圍：121.567*（1+11.1），其中11.1是紅移，即1471奈米。

哈勃裝備著一個光譜儀，意味著它可以將光線分割為單個的波長，並測量出其最長的波長——這是哈勃在最近一次任務中升級得到的全新功能——直到1600奈米！該問題的研究者——科學家皮耶特·範·多庫姆闡述道：“這是哈勃的一個非凡的成就，它靠巨大的地基望遠鏡成功地打破了先前所有保持了好幾年的距離記錄。這個新紀錄很可能會保持到James Webb Space Telescope（韋布空間望遠鏡）的發射。”

但這仍然需要好的運氣。大多數遙遠的宇宙星系都充滿了中性物質，或者是未被電離的氣體。

（宇宙歷史示意圖，再電離是亮點）

為了讓整個宇宙對紫外線和可見光波長的光都變得透明，就是當光穿過遙遠的宇宙的時候，它需要被電離，正如中性原子會阻擋可見光一樣，宇宙中的灰塵也會遮擋住我們從地球到銀河系中心的視線。但這需要好幾代恆星的作用，為了讓這種情況發生，它們需要輻射出大量的紫外線。這僅僅需要一次好運，這個星系——在如此巨集偉的距離和紅移之下——恰好存在於一個絕大多數物質都沿著視線經歷了所有恆星的形成的地區，並且在我們看來是十分清晰且已經電離了的。

下一個天文學界的先鋒者將會是James Webb 太空望遠鏡（韋布太空望遠鏡），它可以通過可見光，近紅外波段，中紅外波段，在即使宇宙還沒有被重新電離的地方，來探測這些在遙遠的星系和紅移的恆星。這項新記錄將會一直保持到很久之後，因為像這樣的意外新發現不太可能會出現第二次。這個星系比銀河系小得多，但依舊擁有超過10億的恆星，其中包括一批數目龐大的發熱發光的年輕藍色恆星。同樣參與到這項研究的科學家加斯·伊林斯沃斯說到：“在第一批恆星開始形成後，一個如此巨大的星系僅僅存在了2到3億年，這著實令人感到驚奇。它需要快速地成長，以巨大的速度產生恆星，這樣才能迅速地形成10億倍太陽品質的星系。這個新發現說明韋布太空望遠鏡的確可以發現很多在第一個星系形成時期的如此年輕的恆星。

理論上講，最早的星系應該在紅移係數為15-20的時候形成，甚至可能還形成於更早時期。下面是一個星系的紅移係數，光到達時間，大爆炸後的形成時間，以及現在距離我們的距離，僅作參考：

這是一個很神奇的發現，也是一個存在的神奇時刻，但我們的工作還遠沒有完成。我們已經越來越深入到大爆炸附近了，但我們仍然沒有找到第一個恆星和第一個星系所在的極限。隨著科學和技術的進步，我們的研究已經深入到了前所未有的地步，或許在未來的十年之內，我們會在宇宙中真正意義上地找到那第一道光，並對“我們究竟從何而來”這樣的問題有更深刻的理解。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3. Ethan Siegel Senior Contributor-洛冉