摘要：不过，每当说起 “宇宙大爆炸” 这个理论，总会有人忍不住疑惑：谁也没亲眼见过 140 亿年前的场景，凭什么就能确定这个理论是真的呢？

近日，中国科学院国家天文台的陈学雷主任，在 2025 科普中国说的舞台上，带着《从鸿蒙初开到群星灿烂。

宇宙的黑暗时代和黎明》这场演讲，把大家的目光引向了百亿年前的宇宙深处。

他提到，天文学家们普遍认为，我们脚下的地球、头顶的星空，都源于约 140 亿年前的一场宇宙大爆炸。

当然，这个时间不是绝对的，测量中存在误差，可能在 135 亿到 140 亿年之间。

自那场大爆炸之后，恒星慢慢凝聚，星系逐渐成型，一步步演化成了今天我们用望远镜能看到的宇宙模样。

不过，每当说起 “宇宙大爆炸” 这个理论，总会有人忍不住疑惑：谁也没亲眼见过 140 亿年前的场景，凭什么就能确定这个理论是真的呢？

光速每秒约 30 万公里，听起来快得离谱，但在宇宙的尺度上，这点速度就像蜗牛爬。

就拿南半球能看到的麦哲伦星云来说，它离地球约 16 万光年，我们今天看到的它，其实是 16 万年前的样子。

北半球常见的仙女座大星云，距离更远，有 250 万光年，我们观测到的影像，更是它 250 万年前的状态。

既然看远处的天体就是看过去的时间，那我们真的能通过这种方式，看到宇宙大爆炸刚发生时的景象吗？​

两千多年前，战国诗人屈原在《天问》中发出振聋发聩的叩问：“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”

这两句诗不仅是古人对宇宙起源的困惑，更精准击中了现代宇宙学的核心困境，没有任何人见证过宇宙诞生的瞬间，我们凭什么确定那些关于宇宙起源的理论是真实的？​

这种质疑并非毫无道理，毕竟在日常生活中，我们对一件事的认知往往依赖亲眼所见或亲历者讲述。

但科学探索的本质，恰恰是突破 “亲眼见证” 的局限，依靠可重复的观测、严谨的逻辑推演和精准的理论预测来还原真相。

而破解 “无人见证宇宙起源” 这一难题的关键钥匙，藏在 “光速是有限的” 这一物理特性中。​

光速约为每秒 30 万公里，在地球上，这个速度快到我们几乎感受不到延迟，可放到宇宙尺度上，它的 “缓慢” 便显露无遗。

当我们用望远镜观测遥远天体时，看到的并非它当下的模样，而是它发出的光在宇宙中传播数万年、数百万年甚至更久后的 “过去影像”。

就像我们看到的太阳，其实是它 8 分钟前的样子，这种 “时间差”，让望远镜成为了一台能回溯宇宙历史的 “时间机器”。

正是依靠这一特性，人类得以跳出 “亲历者” 的局限，一步步触碰宇宙起源的真相。​

如果说 “光速有限” 为人类打开了回溯宇宙的窗口，那么宇宙微波背景辐射，就是我们透过这扇窗看到的 “宇宙婴儿照”。

这种弥漫在整个宇宙中的微弱微波信号，并非凭空出现，而是 138 亿年前宇宙大爆炸时释放的炽热光芒。

经过漫长岁月的传播和宇宙膨胀的拉伸，波长被拉长到微波波段，温度也降至仅比绝对零度高 2.725K 的极低水平。

它均匀地包裹着整个宇宙，就像宇宙诞生时留下的 “余温”，成为证明宇宙曾有炽热致密开端的最直接证据。​

除了这张 “婴儿照”，哈勃望远镜的 “哈勃深场” 观测，更让我们得以窥见宇宙 “童年” 的模样。

天文学家曾选择一片看似空无一物的天区，让哈勃望远镜持续曝光数十甚至数百小时。

最终得到的照片令人震撼,这片 “空无” 的区域里，密密麻麻布满了数千个模糊的光点，每个光点都是一个在宇宙早期正在形成的星系。

我们看到的，是这些星系百亿年前的 “青春形态”，它们如同宇宙演化的 “活化石”，为我们还原早期宇宙的样貌提供了鲜活素材。​

而星系的 “红移现象”，则进一步揭示了宇宙膨胀的秘密。就像火车鸣笛远离时，音调会因声波波长被拉长而变低，星系远离地球时，其发出的光波波长也会被拉长，导致光谱线向红色端移动。

20 世纪 20 年代，美国天文学家哈勃发现，星系距离地球越远，红移程度越强，这一规律被称为 “哈勃定律”。

结合广义相对论，这一现象指向一个惊人结论：宇宙并非静止，而是在不断膨胀。

反向推演便可知，早期宇宙的所有物质都集中在极小范围，处于高温高密度状态，这也正是 “宇宙大爆炸” 理论的核心依据。​

尽管我们已手握宇宙起源的关键证据，拼凑出从大爆炸到星系林立的大致脉络，但在这段漫长的演化史中，仍有一块 “拼图” 始终缺失,那便是 “宇宙黑暗时代”。

大爆炸结束后，宇宙从炽热的粒子汤逐渐冷却，质子与电子结合形成中性氢原子.

此时的宇宙虽变得清澈，却还未诞生恒星与星系，没有任何光源点亮这片沉寂的空间，只能在黑暗中静静酝酿新的 “生机”。

可这段时期物质如何从均匀分布开始聚集？引力又如何悄然埋下形成天体的 “种子”？这些关键问题，至今仍没有确切答案。​

而黑暗时代之后的 “宇宙黎明”，同样充满未知。当第一批恒星在引力作用下点燃。

宇宙终于迎来第一缕光，这些恒星寿命短暂却能量巨大，死亡时的超新星爆发会将碳、氧等重元素抛向太空，成为后续天体与生命的 “原材料”。

但第一代恒星究竟如何形成？它们的质量有多大？又如何影响周边环境？这些疑问，让宇宙黎明始终蒙着一层神秘面纱。​

为了揭开这些谜题，科学家将希望寄托于 “21 厘米辐射” 这一特殊 “信使”。它源自中性氢原子基态时电子与质子的自旋翻转，波长精确到 21 厘米，如同宇宙黎明时期的 “指纹”。

可捕捉这一信号堪称 “在喷气发动机轰鸣中听耳语”——21 厘米辐射本身极其微弱，而银河系产生的前景辐射强度是它的几万到几十万倍，严重干扰观测。

更棘手的是，国际地面实验还陷入争议：2018 年美国 EDGES 实验声称探测到强吸收谱信号.

若属实或改写对宇宙早期的认知，可印度 SARAS 实验在同一频段观测时，却未发现该信号，地球电离层波动、地面无线电反射等干扰，让探测之路愈发艰难。​

面对地面探测的重重阻碍，人类开始将目光投向太空，中国提出的 “鸿蒙计划”，正是突破困境的关键方案。

这一计划拟通过一次火箭发射，将 10 颗卫星送入月球轨道，构建起一套 “绕月超长波阵列”。

这 10 颗卫星分工明确、协同作战：1 颗主星如同 “指挥中枢”，负责汇总处理观测数据，并与地球建立通信。

8 颗子星则通过干涉测量技术，等效成一台口径巨大的太空望远镜，能清晰捕捉宇宙 21 厘米信号的空间分布.

最关键的是 1 颗高频子星，它搭载高精度天线，可实现十万分之一精度的信号校准，精准区分真实宇宙信号与仪器误差，这正是破解当前地面实验争议的核心。​

鸿蒙计划的优势远不止于此。月球背面永远背对地球，能彻底隔绝人类活动产生的无线电干扰，且没有电离层与大气层的影响，为观测提供了 “纯净无扰” 的环境，这是任何地面观测站都无法比拟的。

相较于国际同类项目，它的观测环境纯度更高，系统误差控制更精准，有望率先突破 21 厘米辐射探测的技术瓶颈。​

更重要的是，鸿蒙计划与我国 FAST 望远镜形成了完美互补.

FAST 侧重综合射电观测，覆盖更多天体类型；鸿蒙计划则聚焦高红移 21 厘米辐射，专攻宇宙黑暗时代与黎明的探测。

二者携手，不仅能填补人类对宇宙演化的认知空白，更能大幅提升中国在宇宙学领域的国际话语权，推动人类探索宇宙的脚步迈向新高度。​

从屈原叩问宇宙起源，到哈勃发现星系红移，从捕捉微波背景辐射的 “宇宙婴儿照”，到中国鸿蒙计划剑指黑暗时代，人类探索宇宙的旅程，始终是在突破局限、填补空白中前行。

宇宙的神秘面纱虽未完全揭开，但每一次技术创新、每一项观测突破，都让我们离真相更近一步。

相信随着鸿蒙计划的推进，人类终将捕捉到宇宙第一缕曙光，读懂那段黑暗岁月的秘密，在探索宇宙的史诗中写下属于中国的精彩篇章。​

来源：快看张同学一点号