萊曼α森林
/ LY-man AL-fuh /
這是宇宙學中最優雅的把戲之一。一顆遙遠類星體——一座位於數十億光年之外的耀眼燈塔——的光，在奔向我們的漫長旅途中，穿過了無數稀薄的氫氣雲。每一團雲都從光裡咬下小小的一口，而所有這些咬痕的圖樣，記錄在類星體的光譜裡，便稱為萊曼α森林。它是一種用單獨一盞遙遠的燈，去繪製散布在整個宇宙中那不可見氣體的方法。
它的原理是這樣的。中性氫在一個特定波長上極強地吸收紫外光，這個波長稱為萊曼α（121.6奈米）。當類星體的光朝我們行進時，宇宙的膨脹把它的波長拉長——光走得越遠，紅移就越大。於是靠近類星體的一團氫雲在一個被移動過的波長上吸收，離我們近一些的雲在另一個波長上吸收，依此類推。每一團雲都在它自己的紅移處刻下自己那一條暗吸收線，這些線疊在一起，看上去就像一片密密的叢林——一座「森林」——般的吸收特徵。讀懂這座森林，天文學家就能精確繪製氣體雲沿視線方向的所在，幾乎就像筆直穿過宇宙鑽取了一段岩芯樣本。
萊曼α森林是宇宙學最有力的探針之一。它勾勒出星系之間氣體纖維構成的宇宙網，檢驗物質如何隨宇宙時間成團聚集，並約束宇宙在不同時代膨脹得有多快。一個關鍵的澄清：森林裡的每一「棵樹」都是氫的同一條萊曼α線，只是被處於不同距離的雲所吸收，因而出現在不同的、被紅移過的波長上——這是同一個音符，在宇宙的時間長河中被一次次聽見。
一顆高紅移類星體的光譜，在其萊曼α發射線的藍端密布著數百道尖銳的吸收凹陷——每一道凹陷都是光所穿過的一團獨立氫雲，它們共同構成一座「森林」，繪製出橫跨數十億光年的氣體分布。
類星體光譜中數百條吸收線，繪製出宇宙氣體的分布。
森林中的每一條線都是氫的同一條萊曼α躍遷——之所以出現眾多條線，是因為吸收雲處於不同的距離、因而有不同的紅移，而非因為牽涉到許多不同的元素。它是同一條譜線，沿整條視線被一遍遍採樣。