尽管如此，天文学家认为，在我们现有仪器所能观测到的极限之外，肯定还存在着其他恒星和星系。在目前所发现的最遥远的星系中，都可以找到证据，表明前几代恒星曾在其中活跃过，而且它们已经相当明亮和巨大。在目前望远镜所能观测到的极限之外，还可以测量恒星形成的间接标志，包括氢原子本身发出的光。这一过程只发生在恒星形成期间，氢原子发生电离，自由电子与电离的原子核重组，然后释放出光。
图中巨大的“凹陷”是Bowman等（2018）最新研究的直接结果，显示了宇宙在1.8亿年到2.6亿年之间发出的21厘米红移信号。天文学家认为，这与宇宙中第一波恒星和星系的启动相对应。
目前，我们只能通过这种早期恒星形成的间接特征，推测年轻的星系早在大爆炸后的1.8至2.6亿年时就已存在。这些原始星系形成了足够多的恒星，使我们能在数据中看到它们存在的最初迹象，对应的距离是340亿到360亿光年之间。尽管目前的望远镜还不能直接观测到这些星系，但许多天文学家认为，詹姆斯·韦伯望远镜将会担此重任。
当然，仍然可能有光源——以及宇宙中最初的电离区域——可以追溯到更早的时期。如果我们能看到这么远的距离，那么最早的恒星应该在380亿到400亿光年之间，相当于大爆炸后5000万到1亿年的时间。
在此之前，宇宙完全是黑暗的，充满了中性原子，以及大爆炸的辐射余晖。
早期宇宙的过密区域会随着时间的推移不断增长，但它们的增长受到了限制，一方面是最初过密区域较小，另一方面是仍然存在着高能量辐射，阻止了结构的更快增长。形成第一颗恒星需要几亿到几亿年的时间，但在此之前，物质团块就已经存在了。
再往前追溯，还有一些其他的“边界”值得关注。在440亿光年之外，来自大爆炸的辐射非常炙热，以至于肉眼就能看见；如果那里有一双人类眼睛的话，就能看到辐射开始发出红光，类似于赤热的表面。这对应着大爆炸300万年后的一段时间。
如果到达454亿光年以外，我们就会来到大爆炸38万年后的一个时间点。此时的温度极高，以至于无法稳定地维持中性原子。这就是大爆炸余辉——宇宙微波背景（cosmic microwave background，简称CMB）——的来源。普朗克卫星拍摄的那张著名的热点（红色）和冷点（蓝色）图片，向我们揭示了这些辐射的来源。
在那之前，在460亿光年之外，我们进入了一切的最初阶段：大爆炸的超高能量状态。此时诞生了宇宙的第一批原子核、质子和中子，甚至产生了第一批稳定的物质形式。在这一阶段，一切物质只能被描述为宇宙的“原始汤”，即存在的每一个粒子和反粒子都可以由纯能量创造出来。
然而，在这种高能量的原始汤之外还有什么，仍然是一个谜。尽管许多关于宇宙膨胀的预言都被间接地证实了，但天文学家并没有直接的证据表明在最早期的这些阶段到底发生了什么。对人类而言，宇宙的边缘是独一无二的；我们可以看到138亿年前在各个方向上的宇宙，这种情况取决于观察者的时空位置。宇宙大爆炸的余辉——宇宙微波背景——并不是均匀的，有着微小的缺陷和几百微开氏度的温度波动。在引力增长之后，这种不均匀在后来起到了重要作用，但重要的是要记住，早期的宇宙，以及今天的大尺度宇宙，只在小于0.01%的水平上是不均匀的。普朗克卫星在探测和测量这些波动方面有着比以往任何时候都要高的精度。
宇宙具有许多边缘，包括透明的边缘、恒星和星系的边缘、中性原子的边缘，以及大爆炸时形成的宇宙视界的边缘。我们可以用望远镜观察到尽可能远的地方，但总会有一个基本的极限。即使空间本身是无限的，但大爆炸之后的时间并不是无限的。不管未来能看到多远的宇宙，总会有一个我们永远看不到过去的“边缘”。
奇点天文 www.dprenvip.com
本文由奇点天文作者上传并发布，奇点天文仅提供文章投稿展示，文章仅代表作者个人观点，不代表奇点天文立场。
