關於宇宙，答案永遠在前方
文：茍利軍 中國科學院國家天文臺研究員
宇宙壹直令人興奮和充滿遐想。當人類開始在這個星球上直立行走，思索這個世界的那壹刻，就對頭頂的蒼穹充滿了好奇。除了給我們提供溫暖和能量的太陽之外，深沈的夜空中竟然點綴著那麽多亮晶晶的天體，還有讓我們寄托思念的月亮。
當文字出現、文明開啟的時候，不同種族的人用詩篇敘述對星空的好奇。兩千多年前中國偉大詩人屈原就在《天問》中寫道：“遂古之初，誰傳道之？ 上下未形，何由考之？ 冥昭瞢暗，誰能極之？ 馮翼惟象，何以識之？”他在追問宇宙的產生和運行規律。同時代的古希臘哲人也在思考同樣的問題，他們甚至提出了舉世聞名的地心說，創建了復雜的模型。當然，中國的哲人也不甘落後，提出了自己對於這個宇宙的看法，如蓋天說、渾天說等。無論是復雜的地心說，還是相對簡單的蓋天說等，都認為地球位於宇宙的中心，這是因為當時人類都憑借雙眼認識宇宙。
無論是古時的人類，還是現代的人類，在同樣的環境之下，眼睛所能夠看到的星空都極為有限，沒有太大變化。然而，就在1609年的那個秋天，意大利天文學家伽利略得知荷蘭的壹個工匠制造了壹個神奇的工具，能夠利用透鏡將遠處的物體拉近並且放大。他非常興奮，之後很快打聽到那個工具的工作原理，並且制作了自己的望遠鏡。後來，當他將這個望遠鏡偶然指向天空的那壹刻，人類認識宇宙的方式完全改變了，這奠定了他在整個科學發展 歷史 上的地位，他因此被稱為現代科學之父。伽利略當時使用的望遠鏡口徑為3.2 厘米。就是利用這個小小口徑的望遠鏡，他看到了完全不壹樣的世界，看到了月球表面的環形山，發現了木星的衛星，看到了土星的“大耳朵”光環等——太多之前從來沒人看過的東西。他所發現的這壹切，讓很多人著迷，於是，更大的望遠鏡被制造出來，更多更暗、更有趣的天體被發現，人類對於宇宙的認知壹次次被刷新。
盡管如此，但在接下來的300 多年時間裏，人類對於壹個問題壹直沒有找到確定答案，那就是宇宙到底有多大。1920 年，美國華盛頓特區的史密森尼國家自然 歷史 博物館舉行了壹場被後人稱為“世紀大辯論”的辯論賽。兩位赫赫有名的天文學家哈洛·沙普利和希伯·柯蒂斯針對宇宙有多大這壹問題進行了壹整天的陳述辯論。沙普利當時是哈佛大學天文臺臺長，柯蒂斯是匹茨堡大學亞利加尼天文臺臺長。沙普利認為銀河系就是整個宇宙，而柯蒂斯認為銀河系之外還存在類似銀河系的系統，後者就是宇宙島理論。很遺憾的是，盡管當時最大口徑的2.5米的胡克望遠鏡已經建成（1917年建成），但壹直等到幾年之後，美國天文學家哈勃利用這臺望遠鏡在1924年確認仙女座星雲原來是壹個位於銀河系之外的星系，關於銀河系大小的爭論才塵埃落定。宇宙原來如此浩瀚。人類 探索 現代宇宙的征程就此開始。
在哈勃發現第壹個河外星系之後的第五年，1929年，哈勃的另外壹個發現更讓世人稱奇，且十分矚目，那就是越遠的星系離開地球的速度竟然越快，這就是我們現在熟悉的哈勃定律。不過在哈勃從觀測角度發現這壹現象的前兩年，壹位擅長廣義相對論的比利時牧師已經通過理論方式預測了這個關系，他就是物理學家喬治·勒梅特。勒梅特甚至基於他的這個發現提出了現在大家熟悉的大爆炸理論。當然，哈勃的觀測為大爆炸理論提供了觀測基礎。不過在接下來很長壹段時間內，因為缺乏更多的觀測證據，大爆炸理論還是受到壹些科學家的冷嘲熱諷，沒有被大眾接受。
大爆炸理論預言宇宙早期的輻射冷卻到現在應該會在微波波段產生壹種輻射，它應該充滿天空的各個方向，而且是均勻的。壹直到1965年，又是壹個非常偶然的事件，美國貝爾實驗室的兩位工程師在檢查通信信號的時候，發覺背景中總有壹些無法消除的噪聲。最後，他們發現，這就是物理學家和天文學家苦苦追尋的宇宙微波背景，即宇宙大爆炸的遺跡。這是壹個偶然而重要的發現，它也成為大爆炸理論最重要的壹個觀測證據。至此，屈原尋求的宇宙起源問題的答案終於被找到。之後，為了精確測量宇宙微波背景，人類發射了壹系列衛星，從最初的COBE（宇宙背景探測器），到後來的WMAP（威爾金森微波各向異性探測器），再到普朗克衛星。正是這些衛星，以及其他壹些望遠鏡的幫助，我們對於宇宙的組成和宇宙的演化才有了很好的理解。再到普朗克衛星。正是這些衛星，以及其他壹些望遠鏡的幫助，我們對於宇宙的組成和宇宙的演化才有了很好的理解。
自哈勃發現第壹個河外星系起，在將近100 年的時間裏，我們對於宇宙的認識已經發生翻天覆地的變化。我們了解的宇宙組成，從原來組成整個宇宙的重子物質，到後來的暗物質，再到現在大家熟知的暗能量，後兩者占到整個宇宙構成的95%之多。當然，我們對於整個宇宙的演化和結構形成了很好的理解，宇宙年齡可以達到非常精確的程度。宇宙的幾何結構等問題都可以從宇宙微波背景的數據中找到線索。
這本《宇宙小史》就是對我們關於宇宙的認識的壹個回顧，用非常通俗易懂的文字介紹了人們壹直苦苦尋覓的答案。除了介紹基本的宇宙學常識之外，這本書還向我們介紹了宇宙學的前沿領域，讓我們對於宇宙的發展也有了了解。這本書的作者是WMAP 小組成員之壹萊曼·佩奇教授，他是宇宙學領域的權威。
古人說：“四方上下曰宇，往古來今曰宙。”在這本小書中，我們幾乎可以了解壹切關於宇宙的知識，希望大家能夠從這本書中找到自己的宇宙。
作者簡介：
[美] 萊曼?佩奇（Lyman Page）
普林斯頓大學物理系主任，美國國家科學院院士，美國藝術與科學學院院士。
他是觀測宇宙學方面的專家，也是威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）最初的聯合研究者之壹，該探測器用於對宇宙年齡的精準測量。
2010年，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。
2018年，因為“WMAP 實驗團隊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”獲得了2018年基礎物理學突破獎。