想象你关掉房间所有灯，只留一盏微波炉计时器。宇宙曾有大约一亿年，连这盏小灯都没有。这不是恐怖片开场，而是宇宙黑暗时代。
先把“黑”说清楚
一句话定义：宇宙黑暗时代指大爆炸后约38万年到第一批恒星点亮之前，宇宙中几乎没有恒星发出的可见光。它像一个停电后的深夜厨房：锅碗瓢盆都在，氢和氦也都在，只是没人开火。
大爆炸后约38万年，温度降到约3000开尔文，电子和质子结合成中性氢，光子不再频繁被自由电子散射，开始自由传播。这就是宇宙微波背景辐射的来源，已被观测证实。今天它被宇宙膨胀拉长到微波波段，像一张褪色的“婴儿照”。
把138亿年压成一年
如果把宇宙138亿年历史压成一年，大爆炸是1月1日零点。38万年只相当于1月1日凌晨约15分钟；而黑暗时代可能持续到1月3日至5日之间。也就是说，宇宙日历翻过好几天，才有了第一缕星光。
第一批恒星何时出现？理论估计在大爆炸后约1亿至2亿年，但确切时间与性质目前尚无定论。观测显示，到宇宙约10亿岁时，再电离基本完成——中性氢再次被高能紫外光电离，宇宙重新变得“透明”。
没有星星，氢原子在“低语”
黑暗时代并非绝对空无。中性氢原子的电子自旋翻转时，会发出波长约21厘米的辐射，约一支铅笔长。宇宙膨胀会把这信号拉长到米波甚至更长。它是理论预言的探测窗口，能告诉我们气体何时被加热、第一代恒星何时出现。
难点在于信号极弱，还要穿过银河系前景。有实验报告过候选信号，但后续分析和独立验证仍有争议，目前尚无定论。平方公里阵列射电望远镜（SKA）等设备，正试图把这段“低语”听清楚。
谁按下了结束键
主流图景是：第一代恒星在气体云中诞生，质量可能很大、表面很热，强烈紫外光照亮周围，并逐步结束黑暗时代。这类第三星族星（宇宙最早一代恒星）目前仍属理论预言与假说推测，尚未被直接确认。
詹姆斯·韦布空间望远镜正在寻找更早的星系。它们像黑暗中的第一批火苗，帮助我们判断宇宙何时从“无星”走向“有星”。
回到那间黑厨房
你关灯的房间并不可怕，真正关键的是谁去开火。宇宙黑暗时代也不是空无一物，而是简单物质等待第一簇火。如果第一代恒星比预想更早点亮，宇宙日历上的那几天，会不会整体前移？
延伸阅读
- 《宇宙最初三分钟》，史蒂文·温伯格著：理解黑暗时代之前的起点。
- 纪录片《宇宙有道理》（How the Universe Works）：多集涉及早期宇宙与第一代恒星。
- NASA“宇宙微波背景”专题与ESA普朗克任务官网：查看CMB观测与宇宙学时间线。