宇宙不是沒原料，而是不想再造星了：250 萬個星系的氫帳本

冰箱是滿的，人卻不想開火。2026 年 9 月一篇天文論文的結論，差不多就是這個畫面。

事情經過

天文學家早就知道，宇宙的造星速度一路在下滑。造星高峰在很久以前，現在的速度只剩當年一小部分。最直覺的解釋是：原料用完了。恆星是由氣體做的，氣體少了，自然就造不出來。

要驗證這個說法，得去數宇宙裡有多少「中性氫」。氫原子會發出波長 21 公分的無線電訊號，但這個訊號在遠處的星系非常微弱，單獨一個星系根本測不到。論文自己算過：要在紅移 0.3 左右直接偵測單一星系，需要約 0.05 毫央斯基的靈敏度，而他們用的 FAST 巡天資料靈敏度約 0.5 毫央斯基，差了一個數量級。

所以研究團隊用了「光譜疊加」的辦法。他們把中國的 FAST 電波望遠鏡（口徑 500 公尺）測到的氫訊號，和 DESI（暗能量光譜儀）提供的精確紅移對起來，把約 250 萬個星系的微弱訊號，依各自的紅移對齊後疊在一起，雜訊會被平均掉，訊號會浮出來。這批星系涵蓋約 12,000 平方度，將近三分之一的天空，紅移範圍是 0 到 0.41，對應過去 45 億年。

論文〈Weak evolution of cosmic atomic hydrogen over the past 4.5 billion years〉2026 年 9 月 1 日刊在《Nature Astronomy》，張傳鵬（中國科學院國家天文臺）排名第一，論文標明他與 Guo、Gu 三人為共同第一作者；通訊作者包括上海天文台的郭宏。預印本 7 月 6 日已經上傳 arXiv。

結果是：45 億年前的宇宙，造星速度是現在的約 2.5 倍（論文的數字是 2.46 倍），而中性氫的密度只比現在高約 1.4 倍（論文的原始測量是 1.35 倍，誤差 ±0.10）。氫少了一點，造星卻少了很多。

正方原料沒少，是轉換出了問題

論文摘要的結論很直接：中性氫的下降幅度「遠比」造星速率的下降弱，所以「快速耗盡氫」不是近期造星下滑的主因。論文另外算了一個交叉檢查：把星系按恆星質量分組，同樣質量的星系平均氫氣比例，演化幅度小於 0.2 dex，代表氫變少不只是平均數的假象，全體星系都是這個趨勢。

那錢花到哪去了？研究團隊把焦點移到「轉換效率」。恆星不是直接用中性氫做的，要先經過一道手續：中性氫變成分子氫，分子氣體才是真正孕育恆星的材料。新聞稿引述團隊的說法，近代宇宙最重要的變化，可能在於氣體在重子循環裡怎麼流動，而不是氫的總量。中國科學院的稿子補了一句機制猜想：當宇宙整體的氣體密度下降，氫轉成分子氣體的效率也跟著下降，氫的庫存相對穩定，分子氣體卻慢慢變少。

論文也提到，分子氣體的密度已知和造星速率的演化比較同步，所以這個詮釋和既有觀測不衝突。

反方氫變少的幅度，其實比標題還小

第一，「1.4 倍」是原始數字。論文自己套了「保守的系統性修正」之後，推算出的下降只剩 1.12 倍（±0.10），也就是幾乎沒有變。換句話說，Threads 的說法其實還算保守，真實的氫庫存可能比貼文寫的更穩定。

第二，這篇論文量的是中性（原子）氫，並沒有直接測分子氫。「轉換效率變差」是從「氫沒少、造星少了」倒推的詮釋，而不是被直接量到的結果。論文的結論是排除了「氫快速耗盡」這個選項，並說它提供了氣體吸積、相態轉換與造星調節模型的「嚴格基準」，沒有宣稱已經找到答案。

第三，測量本身有不確定性。原始值 1.35 和修正值 1.12 差了 0.23，這個差距就是系統性修正帶來的，兩個數字各自的誤差都是 ±0.10。而且疊加出來的是平均值，不是每個星系各自的氫含量。

出處

1. The universe has plenty of hydrogen. So why is star formation collapsing?ScienceDaily，2026
2. Weak evolution of cosmic atomic hydrogen over the past 4.5 billion yearsNature Astronomy，2026
3. Zhang et al. (2026). Weak Evolution of Cosmic Atomic Hydrogen over the Past 4.5 Billion Years. arXiv:2607.05326arxiv.org
4. Study: Declining Star Formation Not Caused by Simple "Fuel Crisis"中國科學院英文網，2026

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