自古以来，哲学家和学者就一直在思考时间的开始，甚至试图确定万物的开始时间。 直到现代天文学时代，我们才接近相当确定地回答这个问题。
根据最广泛接受的宇宙学模型，宇宙始于大约 138 亿年前的爆炸。
即便如此，天文学家仍然不确定早期宇宙是什么样子，因为这一时期恰逢宇宙的“黑暗时代”。 因此，天文学家不断突破仪器的极限，以了解最早的星系何时形成。
由于国际天文学家团队的新研究，最古老和最遥远的星系迄今为止在我们的宇宙中观测到的（GN-z11）已被识别。
该团队的研究最近发表在该杂志上自然天文学，由科维理天文与天体物理研究所的姜林华和东京大学的Nobunari Kashikawa教授领导。
来自以下领域的研究人员也加入了他们的行列：卡内基科学研究所天文台， 这斯图尔德天文台， 这日内瓦天文台、北京大学、东京大学。
简而言之，宇宙黑暗时代开始于宇宙诞生后约 37 万年。并持续了另外10亿年。
此时，唯一的光源要么是之前释放的光子——今天仍然可以检测到宇宙微波背景(CMB) – 以及中性氢原子释放的物质。 由于宇宙的膨胀，这些光子的光发生了如此大的变化，以至于今天我们看不见它们。
这种效应被称为“，”其中光的波长在穿过不断膨胀的宇宙到达我们的途中被拉长（或“移向”光谱的红端）。
对于靠近我们星系的物体，效果相反，波长缩短并向光谱的蓝色端移动（又名“蓝移”）。
近一个世纪以来，天文学家利用这些效应来确定星系的距离和宇宙膨胀的速度。 在这种情况下，研究小组使用了凯克一号望远镜在夏威夷莫纳克亚测量 GN-z11 的红移以确定其距离。
他们获得的结果表明它是迄今为止观测到的最远（也是最古老）的星系。 正如柏川在东京大学所解释的那样新闻稿:
“根据之前的研究，GN-z11 星系似乎是距离我们最远的可探测星系，距离我们 134 亿光年，即 134 亿公里（即 134 后跟 30 个零）。但是测量和验证这样的距离并不容易。任务。”
具体来说，该团队检查了来自 GN-z11 的碳排放线，这些碳排放线在离开银河系时处于紫外线范围内，而在到达地球时则移动了 10 倍，即转移到红外线（0.2 微米）范围内。
这种红移水平表明该星系在大约 134 亿年前（即大爆炸后 4 亿年）就已存在。
在这个距离上，GN-z11 是如此之远，以至于它定义了可观测宇宙本身的边界！ 虽然这个星系过去曾被观测到（由哈勃），需要凯克天文台的分辨率和光谱能力才能进行精确的测量。
这是作为用于红外探测的多目标光谱仪(MOSFIRE) 调查，详细捕获了 GN-z11 的发射线。
这使得团队能够对这个星系进行距离估计，与之前进行的任何测量相比，该距离估计提高了 100 倍。说柏川：
“哈勃太空望远镜在 GN-z11 的光谱中多次检测到该特征。然而，即使是哈勃也无法将紫外线发射线解析到我们需要的程度。因此我们转向了更先进的地面摄谱仪，一种测量发射线的仪器，称为 MOSFIRE，安装在夏威夷的 Keck I 望远镜上。”
如果后续的观测能够证实这项最新研究的结果，那么天文学家就可以肯定地说GN-z11是迄今为止观测到的最远的星系。 通过对这样的物体的研究，天文学家希望能够揭示宇宙历史上的一段时期，当时宇宙的年龄只有几亿年。
这一时期恰逢宇宙开始从“黑暗时代”出现，当时第一批恒星和星系形成，并用可见光填充了早期宇宙。
通过研究这些，天文学家希望更多地了解宇宙的大规模结构随后是如何演化的。 这将得到詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 等下一代望远镜的协助——计划于 2021 年 10 月 31 日发射。
这些仪器甚至可以让天文学家研究“黑暗时代”本身，当时唯一的非宇宙微波背景光是中性氢的自旋线——远微波波长（21厘米）。
能够探索宇宙本身的起源，并观察第一批恒星和星系的形成。 那将是多么激动人心的时刻啊！
使这项研究成为可能的观测是在凯克天文台和斯巴鲁望远镜在夏威夷莫纳克亚山。
