借助宇宙微波背景回溯時間和空間的起點

宇宙有沒有邊界，它的未來是什么？

目前，宇宙學已發展成為一門較為成熟的學科，通過一些探測手段，對宇宙的認識精確度可以達到百分比的水平，即精確至小數點后兩位。這也意味著我們可以在最大尺度上了解整個宇宙。

值得一提的是，最大尺度上的宇宙和最早期的宇宙其實相當簡單，憑借幾個特殊參數就可以輕松描繪出其主要特征。

當前人類對宇宙的了解本質上囊括于所謂的標準宇宙模型之中，其和我們對宇宙的觀測結果十分吻合。此外，該宇宙模型不僅具有可驗證性，也可以利用其對宇宙的未來做出預測。當然，若有必要，我們也可以對它進行刪改或增添內容。

同時，該模型很關鍵地指出了宇宙的構成：約5%的原子物質（常規物質，比如人類自身）、約25%的暗物質，其余70%為暗能量。

觀測宇宙學專家、普林斯頓大學物理系主任、《宇宙小史》作者萊曼·佩奇說，我們一般以宇宙微波背景，即宇宙誕生時遺留下來的一種微弱熱輻射為線索來理解宇宙。

比如，暗物質就是通過宇宙微波背景，進而根據它的引力效應推斷出的。盡管目前人類還沒有直接探測到它，也不確定其是否可以被探測，但我們知道暗物質一定就在那里。

“就好像有一天你發現你的書包很重，你把所有的書都拿出來，卻仍然無法拿動書包。那么里面肯定還有別的東西，你只需要不斷‘ 深挖 ， 直到找到它， ” 佩奇補充說，“而且，我們有充分的證據證明通過宇宙微波背景來理解宇宙方式的合理性。”

佩奇已經從事宇宙微波背景的研究很多年。其曾因“在解開宇宙年齡方面取得的重大成果”，獲得被譽為“東方諾貝爾獎”的邵逸夫天文學獎;也作為威爾金森微波各向異性探測器實驗團隊的一員，而獲得2018年“基礎物理學突破獎”。該團隊獲獎理由為“繪制了早期宇宙的詳細地圖，升級了人類對宇宙演化的認知”。異性探測器主要用于對宇宙年齡進行精準測量。

在介紹通過宇宙微波背景能獲得什么樣的宇宙學新知識時，他解釋說，可以將其看作是圍繞著我們的一個“光的外殼”，該外殼位于可觀測宇宙的邊緣。

據了解，宇宙微波背景和太陽或者電爐的熱輻射類似， 但它的溫度極低， 只有2.725K，僅比絕對零度（0K，熱力學最低溫度）高2.725攝氏度，故其又被稱為“3K背景輻射”。這從側面也反映出其古老的起源，對它的理解可以說是標準宇宙模型的根基。

宇宙微波背景正在持續不斷地為人類提供各種對宇宙新的洞察。另外，從其中得到的大部分信息都來自于宇宙中不同位置的溫度變化。

若有一個觀測者在遠處觀測銀河系，那么其眼中的銀河系就是上圖中顯示的樣子，整體形狀類似于一個中間有凸起的圓盤。

在深入研究宇宙微波背景的各種特性、人類能從中獲得哪些信息之前，首先得了解一些基本概念。在基礎知識部分，有兩項主要線索，即光速恒定有限和宇宙正在膨脹。

值得一提的是，要想通過書籍把最新的科研成果呈現給讀者，一個大的難點就是如何讓書籍保持一個恰當的閱讀難度。

佩奇為了讓他著作的《宇宙小史》閱讀起來更淺顯直接，對書中很多術語和科學概念都作出了清晰解釋。同時，閱讀該書所需的數學知識并不復雜，“也就是‘距離=速度×時間這種水平。”他說道。

雖然該書篇幅不長，只有15萬字，但卻為讀者呈現了整個宇宙的相關知識。關于宇宙的大小、成分、幾何結構、演化過程、用來描述宇宙的物理定律和宇宙學的前沿領域等在書中都有介紹，此外，還包括這些知識的具體發現過程。這本書的核心是關于對宇宙的觀察和解釋，并指出了可能的解釋是如何被證偽或擴充的。

此書還通過相關物理表述，將目前對宇宙研究的觀測結果編織成一幅統一的宇宙圖像。

當然，書中展示的宇宙圖像只是宇宙眾多可能性中的一種，但這幅圖像能夠以最少的假設來闡釋人類所掌握的科學觀測數據，并會在之后的各種觀測中向世人揭露這幅圖像到底正確與否。

同時，書籍末尾也列舉了一些當前宇宙學未解決的問題，供讀者分析探討。

宇宙學是令人著迷的一片科研“ 圣地”。在實驗和理論領域，科學家們正在不斷進行更加深入的探索。也正是通過科學家的不懈努力， 才使人類能夠突破肉體的局限，將目光拓展到目所能及之外的世界，直至宇宙邊緣。