JWST發現'超齡'星系：宇宙只有7億歲時，部分星系已存在6

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這一發現如果得到確認，將動搖現代宇宙學的基石——Lambda-CDM標準模型。

宇宙在膨脹。遙遠的星系正在加速遠離我們，它們發出的光波被拉長，向光譜紅端移動。這種現象稱為紅移。紅移數值越高，距離越遠，我們看到的是越早的過去。

根據標準宇宙學模型（Lambda-CDM），宇宙年齡約138億年。紅移7.3對應宇宙只有7億歲的時期。那時，第一代恒星剛剛點燃，星系應該處于混沌的拼裝階段。

西班牙加那利天體物理研究所（IAC）的Martín López-Corredoira和Carlos M. Gutiérrez團隊分析了JWST觀測的31個高紅移星系。這些星系的紅移介于6到10之間，對應宇宙年齡7億至5億年的極早期。

研究團隊采用了光譜能量分布（SED）擬合方法。這類似于通過生物骨骼的磨損程度判斷年齡。他們考慮了所有已知影響因素：老年與年輕恒星混合、熱脈動漸近巨星支星、活動星系核（AGN）、星際塵埃消光、中性氫造成的星系際消光。

結果令人困惑。這31個星系的平均年齡約6億年。這意味著，在宇宙誕生僅7億年時，這些星系已經存在6億年。它們幾乎在宇宙大爆炸后1億年內就開始形成。

最極端的案例是JADES-1050323。這個紅移6.9的星系，根據標準模型對應宇宙年齡8億年。但測算顯示，它的年齡與"必須小于8億年"的假設不兼容，置信度達到4.7σ。

這并非孤例。

2024年以來，多個獨立團隊（包括Steinhardt、Wang等人的研究）陸續報告了類似的"不可能的早期星系"。JWST之前，哈勃望遠鏡已發現早期宇宙存在質量過大的"怪獸星系"。但JWST的深場觀測將這種"過多、過大、過老"的異常現象推向了極致。

標準模型面臨嚴峻挑戰。根據當前理論，星系形成需要暗物質暈先坍縮，再吸積重子物質，冷卻后才能形成恒星。這個過程在宇宙早期應該緩慢而艱難。在7億年內形成如此龐大且成熟的星系，就像在建筑地基剛打好時就出現摩天大樓。

目前，最謹慎的態度是等待更多數據。4.7σ雖然顯著，但仍需獨立觀測驗證。畢竟，推翻一個成功解釋超新星、宇宙微波背景、元素豐度等多種觀測的標準模型，需要鐵證。

更重要的是，中國正在部署下一代觀測力量。中國空間站工程巡天望遠鏡（CSST）計劃與空間站共軌飛行，其近紫外至可見光波段的深度巡天能力，將與JWST的紅外觀測形成互補。CSST將獨立測量早期星系的距離和年齡，驗證JWST的異常發現。

如果最終證實早期宇宙確實存在"超齡"星系，中國參與建設的這些新設施，將成為驗證新物理的前沿陣地。