宇宙小史：展开一趟旅程，从时间的开端到遥远的未来，认识宇宙

宇宙小史：展开一趟旅程，从时间的开端到遥远的未来，认识宇宙

《宇宙小史》

作者：莱曼·佩奇

解读：爱萍

人类认识宇宙的过程，也是认识自我的过程。

星辰大海是人类前进的方向，当我们仰望星空，会发现人类还有那么多未知事物。

据说，我们所处的宇宙年龄有138亿年，宇宙诞生于大爆炸，宇宙由“看得见”的常规物质，以及“看不见”的暗物质和暗能量构成。

那么宇宙是什么？从哪里来？要去往哪里？

今天让我们打开《宇宙小史》这本书来看看，莱曼·佩奇教授如何像侦探一般，以最古老的光线——宇宙微波背景为突破口，抽丝剥茧，层层探究，探寻138亿年的宇宙史。

本书作者，莱曼·佩奇是普林斯顿大学物理系主任，美国国家科学院士，美国艺术与科学院院士，是观测宇宙方面的专家，是威尔金森波各项探测器最初的联合研究者之一。（该探测器用于对宇宙年龄是精准测量。）

曾获邵逸夫天文学奖，和格鲁伯宇宙学奖，以及基础物理学突破奖。

作者用生动的语言讲述了宇宙学的基本知识，介绍了自己的研究，还展望了宇宙学的发展前景，是人们认知宇宙的简明读本。

《宇宙小史》就是我们了解广袤宇宙的一个阶梯，可以通过了解简明清晰的信息快速进阶，认知宇宙。

01.宇宙年龄有138亿年——为什么是138亿年？02.宇宙诞生于大爆炸——是怎么爆炸的？宇宙在膨胀——你是怎么知道的？宇宙由“看得见”的常规物质，以及“看不见”的暗物质和暗能量构成——你凭什么这么说？

01.太阳是银河系中的一颗恒星

人类从未停止探索宇宙，我们有知道宇宙是无垠的，但是它到底有多大呢？

在探究这个问题的过程当中，我们会逐步接触到宇宙学的核心。不过，在搞清该问题的真正含义之前，不妨先看看那些和距离相关的、比较经典的物理概念。

在宇宙学中，“距离”涉及的区域极其广袤。想要弄清这是怎样一个尺度，可以从身边的“距离”开始分析，然后逐渐辐射出去，一步步迈向宇宙的尺度。

月球和我们的距离大约为25万英里，我们可以认为它就是我们身边的一个坐标。我们设想一下，可以开着一辆光速车就能去月球一趟，在这里计算一下光速就能算出距离。

因此我们在描述月球和我们的距离时可以采用1.3光秒这样的表达方式。

太阳和我们之间的距离大约为9300万英里，换算成光速就是即8“光分”所以，当太阳表面发生什么变化时，我们必须等待8分钟，才能观测到该变化。

如果，身处宽阔地带，我们抬头看夜空，就会发现一条格外耀眼的光带。这些熠熠星光来自于银河系的恒星，太阳就是其中非常具有代表性的一颗。

02.无垠的星系和恒星也是可以计算的

银河系是一个非常具有代表性的星系，这类星系的平均温度30K左右。尽管看上去温度不高，但它们仍旧会以热能的形式释放能量。

就像白炽灯泡能发出的可见光，虽然它的辐射能量看不见，但能切身感受到它的热能，如果伸手去触碰就会感觉非常烫，当一个炙热的物体发热时，你感受到的热量通常也都是红外辐射。

有了辐射能量用红外线拍摄技术就能捕捉到星系照片。

得出的星系数据中说，我们所处的银河系隶属于“本星系群”，该星系群包含50多个星系，本星系群大约横跨了600万光年的范围。

想要弄清星系的数量，你只要数一数就可以了。哈勃超深空背后的工作团队在图片中找到大约1万个星系，这意味着我们头上的天空之中一共存在大约1000亿个星系。

在可观测宇宙的一个子集当中，一共有大约1000亿个星系，每个星系通常都有1000亿颗恒星。这两个数字如此接近，纯属巧合。

03.爱因斯坦的“宇宙学原理”。

宇宙为一片无穷无尽的、相对静态的浩瀚奇境

如果我们可以超越时间的限制，人类就可以遨游整个宇宙。

比如，小王子的故事，他就能够瞬间抵达任何一个星球，可以和其他星球上的人无障碍交流。

各个星系可以被视为宇宙中的路标，我们也可以给它们全部命名，之后便能闻其名，知其位。

银河系附近的天体名册已经录入完毕。但这远远不够，我们期待跨越更远的距离。假设小王正处于一个距我们100亿光年的遥远星系，那么他所描述的星系形状和我们所在的银河系差不多。

也就是说，各星系周边的环境看上去都不会有太大变化，都和银河系长得很像，描述世界所用的语言也都是同一套物理定律。这是一个非常重要的概念。

在每一个瞬间，宇宙各处都大同小异。可以随便挑一个遥远的星系，联系上附近的居民，让他们以自己为中心描述一下方圆2500万光年范围之内的众多星系。我们会发现，他们做出的描述同样也适用于银河系周边的环境。

这个概念被称为爱因斯坦的“宇宙学原理”。

写在最后：

我们在宇宙中畅游了一番，仿佛已经亲眼看到一个凝结在瞬间的、和银河系长得差不多的星系的均匀宇宙。

通过科学家们的不懈努力，才能使我们能够突破肉体的局限，将人类的视野拓展到目所能及之外的世界，或许有一天，直到宇宙的边缘。

关于宇宙大爆炸，以及宇宙其他重要问题的答案，都藏在宇宙微波背景辐射里。为了追寻这答案，人类向太空发射了卫星、望远镜，我们得以了解宇宙的组成、几何结构，认识宇宙的演化。

今天，我们对宇宙年龄的预测可以达到非常精确的地步。 我们即将展开一趟旅程，从无穷小到无穷大，从时间的开端到遥远的未来，当然，探索的脚步从未停止，因为，答案始终在前方。