宇宙從137億年前的大爆炸開始，而星系大爆炸後10億年才形成

宇宙中的星系究竟為何如此龐大，並且無處不在呢？天體物理學的最大疑問之一，就是星系從何而來。我們對此缺乏徹底的了解。宇宙起源於我們所謂的大爆炸，137億年前，宇宙還處在密度極大，溫度極高的混沌狀態。當時宇宙中沒有任何星系存在。所以星系一定是在那個初始狀態之後形成的。

恆星的形成需要引力，而將恆星聚集成為星系需要更大的引力。最早的恆星形成於大爆炸後兩億年。引力將恆星聚集在一起，形成了最早的星系。著名的哈勃太空望遠鏡讓我們能夠看到過去，回到創世之初，也就是星系剛開始形成的時期。

哈勃望遠鏡能觀測到許多星系，但是我們今天看到的光是這些星係數十億年甚至數萬億年前發出的，這些光需要經歷如此漫長的時間才能到達地球。所以我們今天所見的其實是這些星系遠古歷史。

觀察哈勃深空，我們能看到一些模糊的地方，它們看起來不太像我們今天見到的星系。這些微小模糊的光點幾乎無法辨別，這些模糊光點包含數百萬甚至數十億顆恆星，正逐漸聚集在一起形成新的星系，而這些模糊的光點就是最早的星系，它們大約在宇宙大爆炸後10億年形成的。

通過哈勃太空望遠鏡，我們能看到很遙遠的太空。如果想看的更遠，並回朔更遙遠的過去，我們需要另一座望遠鏡。這種望遠鏡太大，不能發射到太空。位於智利北部的一台望遠鏡，阿塔卡馬宇宙望遠鏡，該望遠鏡位於海拔5200米處，是世界上海拔最高的望遠鏡。

這座望遠鏡所處的環境非常極端，十分寒冷，狂風肆虐，但對於天文觀測來說很有好處。天空總是非常晴朗。晴好的天空十分重要，這樣阿塔卡馬宇宙望遠鏡精確的反光鏡才能聚焦這些遙遠的早期星系。有了阿塔卡馬宇宙望遠鏡，天文學家能夠將圖像放大，看到天空某些區域前所未見的細節，也能夠研究各種宇宙結構的發展進程，還可以觀測到星系或星系團十分精確的細節。

阿塔卡馬宇宙望遠鏡並非用來偵測可見光，而是用來探測宇宙誕生幾十萬年之後的宇宙微波輻射。這架望遠鏡不僅能探測到早期星系，還能看到它們是如何形成和發展的。天文學家能夠追蹤和發現星系和星系團的形成過程，可以觀測到從宇宙誕生幾十萬年到今天所形成的所有星系的成長足跡。

阿塔卡馬宇宙望遠鏡幫助天文學家了解到星系是如何從誕生之初逐漸演化的，星系形成初期是什麼樣子的，它們與現代的星系相比有何不同，以及它們是如何發展演變的。天文學家正在觀察星系是如何從恆星群發展成為我們今天所見到的宇宙體系的。天文學家的理解是，恆星形成恆星團，恆星團形成星系，星系團形成超級星系團，也就是我們今天在宇宙中觀察到的最大結構。

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