前言

曾有一位天文学家认为这是一个荒诞不经的念头。如果不是他的感叹，我们可能今天不会在这里讨论所谓的“大爆炸”。

从20世纪40年代后期开始，英国天文学家弗瑞德·霍伊尔就是稳恒态假说的着名拥戴者，这个理论最初是由赫尔曼邦迪和托马斯戈尔德提出的。出于哲学上的原因，霍伊尔被宇宙在极大尺度上必然不随时间改变的观点所吸引。根据埃德温·哈勃在20世纪20年代的发现，霍伊尔和其他人注意到宇宙中的个体正在互相远离。因此，为了保证宇宙看上去不产生变化，稳恒态理论家们推论出新的物质必须在每个地方持续不断地产生以抵偿损失，即持续创生的概念，这样就能保证宇宙在实质上永远保持不变。与此同时，乌克兰宇宙学家乔治伽莫夫则反驳道，宇宙有可能从某个时刻起才存在，而且根本就不是处在一个稳定的状态下。在1949年的一次广播中，霍伊尔强烈地断言，当前的观测事实与那种要求所有物质在一次大爆炸中产生的理论相矛盾。于是无意中，霍伊尔为这种他耗费余生与之搏斗的理论创造了一个名字。

在20世纪50年代和60年代早期，两种理论交锋得很厉害。但是所积累的观测证据逐渐向那种霍伊尔认为难以接受的原始大爆炸倾斜。对稳恒态理论的致命一击出现在1964年，彭齐亚斯和威尔逊（最初无意间）发现了宇宙微波背景辐射--上百亿年后大爆炸的回声，宇宙创生的混响。

大爆炸理论（更准确地说，是一套理论）如其所说，仅是一种理论。我们对于所居其中的宇宙进行观察与测量得到的事实证据，需要创建思辨的模型与之拟合。在天文学中，不断有模型被采纳，或被抛弃。因为远未找到所有事实，所以如果几年内我们这本书还不需要大规模重写的话，会令人感到很新鲜。当然我们在这里所讲的故事是出自目前大多数天文学家都认为比较好的一个模型。

我们的目标是按照事件发生的顺序讲述宇宙自身演化的故事，所以我们把一些历史轶事和次要话题的内容安排在灰色的栏目中而不放入正文。如果你希望专注地欣赏宇宙的故事，尽可以跳过灰色栏目中的内容，留待日后阅读。请记住，我们故事的主线始于第一章。每个后续的章节专门描述某个时段内发生的事件，从过去到现在，再到能够展望到的、几乎不可思议的遥远的未来。


引言 天空的诱惑

在一个明朗的夜晚仰望天空，如果你是在一个远离现代都市光污染的地方，就可以看到成百上千的星星，点缀着苍穹。很多人都知道这些不断闪烁的小小的光点就是一个个太阳，而其中许多都比我们自己的太阳要大得多、热得多，也有威力得多。而我们的地球只是一颗不起眼的行星，在宇宙中的地位就好比撒哈拉沙漠中的一粒细沙。但在这些之后隐藏着什么？宇宙是如何开端的？它是如何演化的？而如果真有一个终极存在的话，又将怎样消亡？

天文学家们正试图回答这些问题。我们这些小小的生命，居住在围绕着一颗普通恒星旋转的小小星球上，靠着从无限遥远的星星发出的光线，探索着宇宙深处的秘密，甚至向另外的世界发送自己制造的宇宙飞船，这是多么了不起的事情！很有可能我们只是宇宙中的初等生物，其他的文明早已超越了我们，但我们毕竟已经在探索所居住的这个宇宙的征途上起步了。在本书中我们将竭尽全力为你讲述宇宙的故事：从它远远早于地球存在时的诞生，如何演化到现在，以及它遥远的未来，那时地球甚至在记忆中都已经不存在了。这当中有许多我们不曾了解、可能永远也不会了解的奥秘。但从我们的祖先仰望繁星并自问“我们是谁”开始，直到今天，我们一直在这条路上探索着。

我们正生活在天文学的黄金时代。新的观测设备--比如在朦胧的大气层外环绕地球的哈勃太空望远镜--就在几十年前都还不可想象。在过去50年中我们能取得如此惊人的成就，另一个关键因素就是计算机不断增长的巨大威力。

没有哪个领域在近年来取得了像宇宙学--在最大的尺度上研究宇宙的过去、现在和未来演化的学说--这样辉煌的进展。在20世纪的大部分时间里，大多数天文学家都曾倾向于一种静态的宇宙，在最大的尺度上是均匀的而且不随时间变化。这与我们现在的看法差异实在是太大了。

我们身在何处

在下面的故事里，我们面对的是十分巨大的空间和时间跨度。地球是一个直径为12.800千米的圆球，在1.5亿千米的距离上环绕太阳运行。地球是八大行星之一，和众多小得多的天体一起组成太阳系。

大多数行星都有卫星。我们所熟悉的月亮是地球唯一的卫星，在环绕太阳的旅途中忠实地陪伴着我们。像行星一样，它自身只反射太阳光。月亮离我们不过40万千米，所以看上去是这样地引人注目。这也是人类曾经涉足的唯一的地外世界。1969年，当尼尔·阿姆斯特朗在月球静海荒凉的岩石上说出“这是一个人的一小步，但却是人类的一大步”时，生活在那时的人们都不会忘记那种激动人心的心情。

但太阳系只是宇宙的很小的单元，我们所在的星系--银河系--包含至少1000亿颗太阳，而且它们很多都伴有行星。我们尚不确定这些行星上是否存在任何形式的生命，无论这些生命是否具有智慧。