太空中巨大而浑浊的空洞中星系数量出奇地少

吸气，呼气。一切都会好起来的。你脸部周围每立方米（一米 = 三英尺）的空气中大约有 25 千万亿个空气分子，足以充满你的肺部并维持你的身体机能。这不是很棒吗？如果你现在在星系之间的空间中，你的处境会更糟。在那里，每五立方米的空间只有一个气体原子。

但宇宙也大得不可思议，因此，即使气体的量微乎其微，天文学家在深入银河系时也能探测到。这是因为当恒星和星系发出的光穿过气体时，某些波长的光甚至会被稀疏的物质吸收，而地球上的天文学家可以探测到这种信号。

目前，这种星际气体在我们拥有 137 亿年历史的宇宙中分布得相当均匀。穿过的光线往往会被阻挡并以非常可预测的均匀方式发射。但情况并非总是如此。当宇宙还很年轻时——只有 10 亿年的历史——这种气体比现在更不透明，其不透明度在空间的不同区域有所不同，而不是均匀分布。更多地了解这种变化可以让研究人员更好地了解早期宇宙中发生的事情。因此天文学家们凝视着虚空。

“从某种意义上说，这是我们见过的宇宙中最不寻常的地方，”加州大学河滨分校天文学家乔治贝克尔说，他是《天体物理学杂志》上一篇论文的主要作者，该论文发现，宇宙中一个直径 5 亿光年的浑浊空洞所含的星系数量比某些理论情景下预期的要少。

贝克尔和同事利用位于夏威夷莫纳克亚山的高倍望远镜，可以观测到一大片天空，他们在该区域搜寻年轻星系。通常，如此黑暗和不透明的区域会（相对而言）充满气体和星系。但星系并不在那里。虽然当时的气体略厚一些（每立方米 60 个原子），但这并不是因为气体遮挡了天文学家的视线。虽然贝克尔和他的团队观察的气体对特定波长的紫外线不透明，但其他波长，如可见星光，却能够穿透。

如果有一堆星系在贝克尔已经确定的巨大空洞中冷却，他就会看到它们。

但事实并非如此。相反，那里有几个星系，但不足以解释高不透明度。贝克尔认为，这是因为这个区域可能正经历宇宙历史上一个特别迷人的时期。大爆炸爆发后，炽热的物质向外流出，一切都冷却下来，包括氢，这是一种全新的元素。这种氢气保持中性，不带电，直到星系开始形成，此时一些氢开始再次带电，随着形成星系的光与气体相互作用而“重新电离”。虽然电离氢大多是透明的，但中性氢对某些紫外线波长更不透明。

对于该空洞如此不透明的原因之一，可能是它可能仍处于宇宙早期黑暗时期与再电离之间的过渡阶段。

未参与此项研究的俄克拉荷马大学天文学家费拉赫·蒙希 (Ferah Munshi) 表示：“搞清楚再电离过程对于理解当今星系的大规模结构和分布、它们来自何处以及最先形成的星系类型具有重要意义。”

蒙希说，她发现这项新研究特别有趣，因为它本质上进行了一项理论天体物理学家一段时间以来一直在思考（并发表论文）的测试。

蒙希利用计算机模拟来重现星系从诞生到现在的样子，但为了确保工作准确性，她需要进行像贝克尔正在进行的观察，以便知道如何调整模拟参数，从而准确地重现星系和宇宙。

蒙希和其他理论天体物理学家正在考虑如何将这些新信息纳入他们的模拟中。与此同时，贝克尔希望他和他的同事们能在未来几个月对天空的其他部分进行更多的观察。