編譯／陳逸偉

夜復(fù)一夜，斗轉(zhuǎn)星移，宇宙之舞似乎亙古未變。然而，直到最近，我們才剛剛開始了解一個最基本的問題的答案：宇宙究竟始于何時?

電話引出的故事

我們的故事要從1962年講起，并且要從電話講起。也許你會覺得奇怪：宇宙的年齡同電話有什么關(guān)系?別著急，讓我們慢慢道來。

那一年，美國電話電報公司(也稱“美國電信”)的一顆通訊衛(wèi)星上了天，它也是第一顆真正連接了全球通信網(wǎng)絡(luò)的通信衛(wèi)星。不過，既然是第一顆，就難免會有一些小問題，其中之一是：由這顆衛(wèi)星傳輸?shù)暮艚锌偸菐в袗廊说摹八凰弧甭?。“美國電信”的工程師們?dāng)時認(rèn)為，問題可能出在衛(wèi)星與地面之間的聯(lián)系方式上，這種方式運用了一種被稱為“微波”的能量。

電話機(jī)是十分簡單的機(jī)器，所有電話機(jī)的工作原理基本上都是一樣的，就是根據(jù)發(fā)話或受話的要求，把聲波轉(zhuǎn)換成電子脈沖，或者把電子脈沖轉(zhuǎn)變成聲波。而通信衛(wèi)星則進(jìn)了一步，就是把電子脈沖轉(zhuǎn)變成微波和無線電波這兩種光的形式。

光有多種形式，我們最熟悉的只是其中的一種形式——可見光，比如彩虹的七色光(赤橙黃綠青藍(lán)紫)。之所以會有色彩之分，只是因為光的波長不同。紫光的波長最短，紅光的波長在可見光中最大，所以可見光的波段到了紅光就中止了。波長比可見光大的光是紅外線，雖然你看不見它，卻能感受到它的熱度，物體發(fā)出的熱就是紅外線。波長比紅外線大的光是微波，而無線電波則是波長最大的光。微波和無線電波都能穿越地球的大氣層，在太空中穿行，所以它們都被用在了衛(wèi)星通信上。

事實上，夜空中的一切物體都隨時在以微波和無線電波的形式放出能量。所以，我們既可以利用可見光來為銀河系拍照，也可以在無線電波段為銀河系“攝像”。在第二次世界大戰(zhàn)之后，利用無線電和微波探測太空的科學(xué)——射電天文學(xué)誕生了。

1964年，應(yīng)“美國電信”貝爾實驗室的請求，美國射電天文學(xué)權(quán)威羅伯特·威爾遜和阿諾·彭齊亞斯前來檢查全球首顆通信衛(wèi)星在傳送電話時出現(xiàn)“嘶嘶”噪聲的原因。威爾遜和彭齊亞斯把科學(xué)探案的目標(biāo)放在接收通信衛(wèi)星信號的巨型天線上。為了測試這部天線的性能，他們將天線指向通信衛(wèi)星信號根本不能覆蓋的太空，以為這樣天線就收不到信號。然而大大出乎他們預(yù)料的是，天線竟然接收到了一種微弱的微波信號，而這一信號顯然是來自空曠的太空。

“這肯定不對勁!”威爾遜和彭齊亞斯想?！耙欢ㄊ菑膭e的什么地方發(fā)出的微波‘迷路走到了這里?！睘榱瞬檎以颍麄z甚至爬到了天線的頂端，去趕跑在那里筑巢的一對鴿子，又將掉進(jìn)天線裝置內(nèi)部的鴿糞清除掉，因為鴿糞也是可能的微波源。

經(jīng)過一番折騰之后，那種“嘶嘶”的噪聲卻并未被消除。更奇怪的是，無論將天線指向天空中的何處，都會接收到那種微弱的微波信號。難道是地面信號源在“作祟”?經(jīng)檢查之后，這一可能性也被排除了。這下子，威爾遜和彭齊亞斯就更加迷惑了：信號源究竟在哪里呢?

威爾遜和彭齊亞斯百思不得其解，不過，奇怪的微波噪聲卻很符合一種看起來非常極端的觀點。該觀點的提出者是新澤西州普林斯頓的一組物理學(xué)家，他們當(dāng)時正試圖證明：整個宇宙都是在數(shù)十億乃至上百億年前的一次能量大爆發(fā)中誕生的。普林斯頓專家組的領(lǐng)頭羊羅伯特·迪克有一種直覺：爆發(fā)產(chǎn)生的一部分能量至今依然能夠被探察到，這些能量的表現(xiàn)形式就是太空中微弱的微波噪聲。為了證明自己的預(yù)感，迪克請組里的年輕博士后戴維·威爾金森利用余暇組裝一部小型天線。正在這個時候，迪克就接到了彭齊亞斯和威爾遜打來的電話。接完電話，迪克感到一陣狂喜，因為他認(rèn)為威爾遜和彭齊亞斯已經(jīng)取得了宇宙學(xué)有史以來最大的發(fā)現(xiàn)，自己對“宇宙在‘大爆炸中誕生”這一推論由此得到證明!

所謂“大爆炸”，是指宇宙中的所有物質(zhì)、所有能量都是在一瞬間誕生的。真奇妙啊!僅僅一次大爆炸，就脹滿了整個宇宙!其后，隨著宇宙的膨脹，那次大爆炸之光的波長被拉得越來越長，終于從可見光變成紅外線，又從紅外線轉(zhuǎn)變成微弱的微波，并充滿天空。而威爾遜和彭齊亞斯用天線探察到的“奇怪”微波，其實正是那次“大爆炸”的余暉，后來被命名為“宇宙微波背景輻射”。

正是威爾遜和彭齊亞斯的這一偉大發(fā)現(xiàn)讓宇宙學(xué)真正成為了一門科學(xué)，人類對宇宙的認(rèn)識從此發(fā)生了翻天覆地的改變。因此，雖然這一重大發(fā)現(xiàn)來得有些偶然、有些幸運，但是威爾遜和彭齊亞斯還是當(dāng)之無愧地獲得了1978年度的諾貝爾獎。

現(xiàn)在已經(jīng)知道，要想探察“大爆炸”的痕跡，其實一點都不難，只需找來一臺手動轉(zhuǎn)換頻道、具有兔耳式天線的老式電視機(jī)，扭動頻道開關(guān)，指向兩個臺之間，屏幕上一定會出現(xiàn)雪花狀的光斑，揚聲器則會發(fā)出噪聲，其中大部分都是來自當(dāng)?shù)氐摹懊允А钡臒o線電波，但也有大約1％的“雪花”和噪聲來自“大爆炸”所產(chǎn)生的宇宙微波背景輻射。

早期宇宙的面孔

“大爆炸”的發(fā)現(xiàn)無疑是非常重大的，不過，從這一大發(fā)現(xiàn)的取得開始，惱人的問題就接踵而至。根據(jù)“大爆炸”理論，正是“大爆炸”創(chuàng)生了宇宙中的一切，包括物質(zhì)和能量。在現(xiàn)在的宇宙中，物質(zhì)都被壓縮成團(tuán)，構(gòu)成了由一個又一個的巨大星系組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，各個星系之間空空如也?？墒?，威爾遜和彭齊亞斯所看見的“大爆炸”的微波余暉卻并未顯示出任何結(jié)構(gòu)。這顯然是一個很大的問題。

“大爆炸”的微波余暉在天空中分布得十分均勻，也就是說到處都一樣。如此來看，由“大爆炸”演變而來的宇宙也應(yīng)該是均勻分布的，就像是沒有形狀的霧一樣。人們自然要問：現(xiàn)在的宇宙為什么不是一團(tuán)霧，而是充斥著一堆一堆的東西——星系、恒星和行星?

或許是早期的宇宙并不像今天看上去那么單調(diào)、無形，或許是早期宇宙中包含著一些“天體種子”——體積很小、但密度很大的質(zhì)點，在引力作用下，它們能夠吸附足夠多的物質(zhì)，最終壯大、形成我們今天所見的宇宙結(jié)構(gòu)。宇宙學(xué)家們推測，在“大爆炸”過后的微波余暉中，早期宇宙中那些密度較大的區(qū)域應(yīng)該顯示成一些亮點。于是，他們開始尋找這樣的亮點。

可是，在長達(dá)30年的尋找中，他們卻沒能找到這樣的亮點，仿佛宇宙只是一張巨大的白紙，上面什么也沒寫。在“大爆炸”的微波余暉背景上，看不出有任何隆起，因此就沒有任何星系，也就不應(yīng)該有地球和人類。那么，問題究竟出在哪里呢?也許我們根本就沒有讀懂“大爆炸”，也許謎底仍舊隱藏在“大爆炸”過后的微波余暉中。最終，宇宙學(xué)家們決定一勞永逸地解決這一謎題。為此，美國宇航局把一顆名為“宇宙背景探索者”的衛(wèi)星發(fā)射到地球大氣層以外，專門在看似完全一樣的宇宙微波輻射背景(余暉)中尋找亮點。

“宇宙背景探索者”發(fā)射于1989年。按照計劃，它在近地軌道中待了兩年的時間，在天空中的數(shù)十萬個點上觀測來自“大爆炸”的能量——微波噪聲。在積累了足夠的數(shù)據(jù)之后，“宇宙背景探索者”發(fā)現(xiàn)宇宙的微波

余暉中確實有許許多多的亮點。在一般人看來這不足為奇，但是對天文學(xué)家來說這可是了不起的重大發(fā)現(xiàn)，因為他們終于看見了早期宇宙的面孔，而這正是他們夢寐以求的東西。畢竟，他們已為此等待了30多年!

暗中進(jìn)行的競賽

在“宇宙背景探索者”拍攝的圖像上，那些藍(lán)色區(qū)域都是在早期宇宙中物質(zhì)密度稍大的地方。正是在這些區(qū)域后來出現(xiàn)了星系和星球，其中包括人類的家園——地球。也就是說，我們已知的宇宙正是從“大爆炸”這一“大災(zāi)難”中演變而來的。不過，受技術(shù)條件的限制，“宇宙背景探索者”所拍攝的圖像很模糊。打個比方，這就好比通過一幅圖像你能看出一張人臉，但絕對看不出這個人有多大年齡。也就是說，“宇宙背景探索者”拍攝的圖像根本不能揭示在早期宇宙中到底發(fā)生了什么事。再打個比方，這就好比我們看見了地球和地球上的海洋及大陸，卻不知道這些海洋和大陸是如何形成的，也不知道地球上還有山脈、大峽谷和極帽。

在宇宙的微波背景中，隱藏著有關(guān)宇宙的許多奧秘的謎底，比如：宇宙的年齡有多大?宇宙由什么構(gòu)成?宇宙中有多少個原子?宇宙的膨脹速度有多快?然而，僅憑“宇宙背景探索者”所取得的數(shù)據(jù)，上面的任何一個問題我們都無法作答。而要想回答這些問題，就需要對“大爆炸”的微波余暉進(jìn)行精度高得多的拍照。為此，美國宇航局建造了“宇宙背景探索者”的繼任者——WMAP衛(wèi)星。

WMAP衛(wèi)星的全稱是“威爾金森微波各向異性探測器”，其中的威爾金森指的是戴維·威爾金森，他是普林斯頓專家組中指揮搜尋“大爆炸”余暉工作的負(fù)責(zé)人之一。WMAP衛(wèi)星有20個角，它們能以前所未有的精度來收集來自宇宙誕生之初的微波。WMAP衛(wèi)星上還裝有最先進(jìn)的電子儀器，能把探測器收集到的微弱信號轉(zhuǎn)換成細(xì)節(jié)非常清晰的圖像。

WMAP衛(wèi)星的建造始于1996年。然而，這項工程從一開始就很不順利，不是這里出了故障就是那里有了毛病。直到7年之后，這顆衛(wèi)星才開始取得探測數(shù)據(jù)。正是因為這項工程拖得實在太久，才給了像托尼·里赫這樣的獨立觀測者以機(jī)會。這些野心勃勃的獨立觀測者一直想打破美國宇航局在重大天文發(fā)現(xiàn)方面的壟斷地位。

托尼是從1999年開始自己的工作的。由于他深知自己的設(shè)備和技術(shù)條件根本無法與美國宇航局相比，所以決定集中精力去觀測幾小塊天空，希望抓拍到能精確反映“大爆炸”余暉細(xì)節(jié)的圖像。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，托尼和他的小組制造了一個被稱為“宇宙背景成像儀”的裝置，這個裝置看上去就像是一排共13個巨大的罐頭盒，實際上它們是一個高精度的天線陣，能夠拍攝托尼所需的清晰度很高的圖像。不過，要想獲得如此高的精度，就得付出代價。是什么代價呢?

地球大氣層中有許多水蒸氣。為了清楚地觀測宇宙的微波背景，就必須避開這些水蒸氣。為此，要么必須到大氣層以外的太空中去觀測，要么必須到地球上那些地勢很高的地方去觀測。因為到太空中去觀測的代價很昂貴，所以托尼等人選擇了安第斯山上一個海拔5200多米的山頂觀測點。這里嚴(yán)重缺氧，雪大風(fēng)狂，氣候變化無常。科學(xué)家在這里工作必須戴上氧氣面罩，一連數(shù)日的暴風(fēng)雪常常會逼得馬達(dá)停止工作，而由這些馬達(dá)提供動力的射電望遠(yuǎn)鏡這時就無法運作，這種狀況常常會持續(xù)數(shù)日。

在這個與世隔絕的山巔，托尼等人要想修復(fù)馬達(dá)，根本無法指望山下派人來幫忙。不過，就算這樣，他們同WMAP衛(wèi)星工作組的人員相比也算是很幸運的。畢竟，要是WMAP衛(wèi)星在太空中出了哪怕最小的故障，比如只是一顆螺絲釘松了，要想擰緊它所需付出的代價不知道有多么高昂，因為必須派人或機(jī)器人到太空去擰緊它。所以，在把衛(wèi)星送入太空之前，必須對每一個環(huán)節(jié)千檢查萬復(fù)核，確保萬無一失。

組裝WMAP衛(wèi)星的最后一道障礙，是建造那個巨大的真空艙。建造此艙的目的，就是模擬寒冷而無空氣的太空。研究人員一次又一次地讓W(xué)MAP衛(wèi)星在這個真空艙里飛行，以確保它在嚴(yán)酷的太空條件下能正常工作。

與此同時，托尼等人的辛苦觀測也在繼續(xù)進(jìn)行。他們的工作進(jìn)度非常緩慢，至少要經(jīng)過50個寒冷的夜晚，才能對很小一塊天空拍攝出一張有用的圖像。

在經(jīng)過了5年的準(zhǔn)備工作之后，WMAP衛(wèi)星終于成功發(fā)射升空了，但它要飛行3個月才能到達(dá)目的地：離地1 60萬公里的日地(太陽和地球)第二拉格朗日點，也稱L2。在L2，太陽和地球的聯(lián)合引力作用能將衛(wèi)星固定在既定軌道上。在這個位置上，WMAP衛(wèi)星的防護(hù)層能擋住來自太陽或地球的微波輻射，即所謂的“輻射污染”。不過，要想到達(dá)L2，衛(wèi)星必須采取極為復(fù)雜的飛行軌道。

WMAP衛(wèi)星的導(dǎo)向系統(tǒng)表現(xiàn)完美。然而，這顆衛(wèi)星到達(dá)指定地點之后，還需要經(jīng)過整整一年時間才能開始取得觀測結(jié)果。而這正是托尼等人所需要的時間。也就是說，在美國宇航局的WMAP衛(wèi)星開始獲得觀測結(jié)果之前，他們就要力爭收集到足夠的數(shù)據(jù)，以便領(lǐng)先一步取得重大發(fā)現(xiàn)。

托尼等人成功了。他們?nèi)〉玫膱D像清晰度比“宇宙背景探索者”衛(wèi)星高100倍以上。圖像上的亮點是溫度較高的區(qū)域，也是物質(zhì)密度較大的區(qū)域。更令人激動的是，這些亮點的分布情況和當(dāng)今宇宙的結(jié)構(gòu)狀況完全吻合。這就意味著，早期宇宙同當(dāng)代宇宙之間的關(guān)聯(lián)已被找到?，F(xiàn)在我們終于可以肯定：經(jīng)過數(shù)十億年乃至上百億年漫長的歲月，宇宙初期那些“明亮的點”最終就變成了我們今天所見的一簇簇星系，其中包含著數(shù)不清的像太陽這樣的星球。

而到2003年2月，在一年多一點的時間內(nèi)，WMAP衛(wèi)星也已觀測了天空中超過200萬個不同的點。最終，在距“大爆炸”的微弱余暉首次被探測到近40年之后，WMAP衛(wèi)星向地球發(fā)回了一張精度極高的漂亮照片，上面既有“山峰”，又有“峽谷”，而這些“山峰”就是剛剛出世的宇宙中的物質(zhì)集中地。從這張照片上，可以看出在“大爆炸”之后38萬年時宇宙的樣子。

在WMAP衛(wèi)星拍攝的圖像上，“山峰”是溫度高的區(qū)域，這些地方最終演變成了非常密集的星系群，而“峽谷”最終則變成了空曠的太空。通過這幅圖像，宇宙學(xué)家了解了在宇宙誕生之初所發(fā)生的幾乎一切故事，知道了今天宇宙中萬事萬物的來歷。

WMAP衛(wèi)星的觀測結(jié)果告訴我們，宇宙誕生于137億年前。運用WMAP衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)，使我們對宇宙起源的認(rèn)識逼近了宇宙的起點，那日寸的宇宙十分渺小，比一粒珍珠還要小得多。

但是，接下來發(fā)生的事我們?nèi)匀贿€不清楚，目前最好的猜測是：一種被稱為“大膨脹”的事件引發(fā)了一種速度極快的超級擴(kuò)張效應(yīng)，宇宙因此長大了無數(shù)倍。但正如大膨脹來得很突然一樣，它停止得也很快，從而留下了一個致密、熾熱、狂暴的宇宙。宇宙空間被一種奇異的微粒占滿，這種微粒就是一般物質(zhì)的前身。宇宙中所有的光線都被囚禁在宇宙這個“大球”里，蕩來蕩去試圖逃離，而那些奇異的微粒也在這個“大球”里彈來跳去。在這兩

種作用下，宇宙又開始膨脹。

隨著膨脹的繼續(xù)，宇宙逐漸冷卻下來。到“大爆炸”過后38萬年時，宇宙的溫度降到了能夠形成我們所熟悉的原子的地步。這時，最原始的“霧”散開了，來自“大爆炸”的光線終獲自由，形成了WMAP衛(wèi)星所捕捉到的那幅圖像——這就是嬰兒期的宇宙肖像。

WMAP衛(wèi)星的最大發(fā)現(xiàn)，就是誕生之初的宇宙竟然簡單得令人難以置信，只包含最簡單的原子，其中大多數(shù)是只含有一個質(zhì)子和一個電子的氫原子，另有少量的氦原子。而生命需要更復(fù)雜的原子，比如碳原子、氧原子和鐵原子等，假如早期宇宙中不存在這些原子，那么也就沒有今天的你、我和其他一切生命。

恒星是超級煉金師

最近，用超級計算機(jī)進(jìn)行的模擬顯示，早期宇宙充滿了不斷翻滾著的巨大氫云。這些氫云在自身的重力作用下開始坍縮，其中心區(qū)域密度越來越大，最終形成了恒星。首批恒星都是氫巨星，它們都比太陽大不止100倍。不過，這些巨無霸恒星都很短命，其壽命最多也只有200萬年到300萬年。隨著一次驚天動地的大爆炸，巨無霸恒星就灰飛煙滅，所以它們也被稱為“超新星”。

正是在這樣的大災(zāi)難中，宇宙開始積聚構(gòu)筑生命大廈的磚頭。事實上，宇宙中所有質(zhì)量比氫原子和氦原子大的原子都是由恒星鍛造出來的。恒星真是耐人尋味的東西，相對于人類而言，

它們的壽命是

如此之長久，堪稱永恒。恒星更是“超級煉金師”，因為它們擁有把輕質(zhì)元素轉(zhuǎn)變成重質(zhì)元素的奇妙本領(lǐng)，它們之所以會光芒萬丈，就是因為它們在此過程中獲取了足夠的能量。以太陽為例，其“胚胎”的成分中，氫就占到了大約70％，氦也占到了28％。

在恒星的核心部分，溫度極高，壓力極大，氫原子“被迫”聚合成氦原子。這一聚變過程中會釋放出極為巨大的能量，這就是恒星會發(fā)光、發(fā)熱的原因。在恒星的一生中，有90％的時間耗在了把氫聚變?yōu)楹?。氫最終被耗盡之后，恒星開始把氦聚變成更重的元素。當(dāng)氦被耗盡之后，它所聚變成的元素又聚變成更重的元素。就這樣，恒星的體積縮得越來越小，溫度卻越來越高。一旦找到新的燃料，恒星就會把它燒盡。

3個氦原子可以聚合成1個碳原子。向碳原子再添加1個氦原子，就得到氧原子。就這樣，恒星便造出了一系列越來越重的元素，包括氮、硫、氬和氯等，其中碳最為關(guān)鍵，因為它是“生命配方”中最基本的成分。恒星聚合出碳以后，又聚合出硫、氬、氯、鉀、鈣、鈧等，并且聚合的速度越來越快。其間，在35億攝氏度的極度高溫下，硅開始燃燒，造出鈦、釩、鉻、鎂、鈷、鎳和鐵等元素。其中，鐵是終點，是無法逾越的屏障，聚變至此再也無法進(jìn)行下去，而災(zāi)難也即將來臨，因為此時恒星的外部仍在輻射，而恒星的核心卻已沒有燃料可用。

當(dāng)一顆恒星積累的鐵太多之時，也就到了恒星壽終正寢之時。此時，恒星的內(nèi)核坍縮，接著又反彈。這種過程開始時速度緩慢，接下來越來越快。恒星在激波之中越發(fā)躁動不安，最終，恒星發(fā)生大爆炸，成為超新星。一次超新星爆炸的亮度，相當(dāng)于40億個太陽的總亮度?？梢韵胂瘢滦潜l(fā)是多么壯觀、多么可怕的景象!正因為超新星爆發(fā)的能量是如此巨大，所以就連“鐵屏障”也被打破，鐵原子最終被聚合成元素周期表上的其他一切元素，包括銅、鋅、鎵、鍺、砷、鋯、鈮、鉬、锝、鍶、銠……

“造物之柱”的啟示

可以說，我們都是星塵：我們體內(nèi)的碳、血液中的鐵、骨骼中的鈣……總之，組成我們身體的每一種元素，都起源于恒星。不過，事實又并非如此簡單，因為恒星最多也只能產(chǎn)生由重元素組成的塵埃。為了創(chuàng)建一個適合生命存在的環(huán)境，宇宙就必須找到一種途徑，從而將那些生命所需的“好東西”集中在一起。這里，我們不妨借用熬湯來說明。

一鍋好湯最離不開的是什么?是水。水分子由氫原子和氧原子構(gòu)成，而最早的恒星就是生產(chǎn)氫原子和氧原子的工廠。熬湯也離不開熱能，而恒星有很多熱能。在首批恒星死亡后留下的宇宙“大湯罐”里，新的恒星誕生了，它們?yōu)椤吧浞健碧峁┝说诙淞?。隨著宇宙“大湯”熬得越來越久，“湯”也越來越濃，越來越有滋有味。

經(jīng)過數(shù)十億年的熬制，這罐“宇宙大湯”才算基本熬好。這時，它才終于滿足了地球“生命配方”所需的一切要素。也就是說，是一代又一代恒星前赴后繼地燃盡自己、壯烈“犧牲”，才一次又一次地為“宇宙大湯”添“香”加“味”，直到這罐濃湯終于能夠滿足生命的需要。

也許你要問：憑什么能肯定“生命配方”就是這樣得到滿足的呢?這是因為上面的過程就發(fā)生在地球的隔壁，就發(fā)生在銀河系中，就發(fā)生在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡所拍攝到的天鷹星云的圖像中，這幅圖像或許算得上是迄今為止最有名的天文照片。這張?zhí)禚椥窃普掌脖环Q為“造物之柱圖”。當(dāng)初它被“哈勃”首次傳回地球時，科學(xué)家一見到它就驚呆了。這是他們見過的最漂亮的照片，但就連他們當(dāng)時也不知道這張照片將會告訴他們什么。

現(xiàn)已清楚，“造物之柱圖”中顯示的是銀河系中的恒星“產(chǎn)房”，那里正在孕育新的恒星?？蓜e小看照片中那些小小的斑點，它們每一個都比整個太陽系大好幾倍。至少在其中一些斑點中，包含著年輕的恒星，它們最終將變成像太陽一樣的“成熟恒星”，在它們周圍則會形成新的星系，其中一些也許很像我們的太陽系。從現(xiàn)在起再過45億年，或許其中一些行星上也會出現(xiàn)“人”，它們也會像我們今天這樣仰望星空，思考自己究竟從哪里來。這種可能性肯定是存在的，因為天鷹星云的條件與太陽系的條件接近，天鷹星云中也包含著太陽能夠制造的碳、氮、氧等元素，但最根本的問題是生命，或者至少可能允許生命出現(xiàn)的條件，在宇宙中是否普遍地存在?我們是否生活在一個“歡迎生命”的宇宙中?或者，是否宇宙中的其他上千億個星系都是空曠、蒼涼、了無生機(jī)的荒漠?

我們是宇宙之子

整體而言，宇宙中出現(xiàn)生命的概率究竟有多大?正是這個奧秘，把美國天文學(xué)家桑拉·弗博引到了位于夏威夷的凱克天文臺。桑拉認(rèn)為，雖然地球上的生命種子遠(yuǎn)在45億年前就已經(jīng)播下，但是我們?nèi)匀豢梢詥栆粏栠@個問題：4 5億年前，這樣的生命種子在其他星系里是否也大量存在?甚至，是否在比這更早的時候，生命種子就已經(jīng)在其他星系里存在?

桑拉把凱克望遠(yuǎn)鏡視為一部時間機(jī)器，因為它能看見遙遠(yuǎn)的過去，這是由于在遙遠(yuǎn)的過去發(fā)生的事件景象所發(fā)出的光線要經(jīng)過很長的時間才能到達(dá)地球。舉個例子，太陽光線要經(jīng)過8分鐘才能到達(dá)地球，所以我們此時所見的太陽就是8分鐘之前的太陽；假如從某個星系發(fā)出的光線要經(jīng)過50億年才能到達(dá)地球，那么我們此時所見到的這個星系其實只是它50億年前的樣子。

凱克望遠(yuǎn)鏡的直徑達(dá)10米多，它能捕捉到從遙遠(yuǎn)的星系傳到地球的光線，這些光線所反映出的星系比太陽系還要古老。不過，只是看見它們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，桑拉

更想知道它們是由什么構(gòu)成的。為了做到這一點，桑拉借助于一種叫做“光譜儀”的設(shè)備。

桑拉所使用的光譜儀是世界上功能最強(qiáng)大的光譜儀，它一次能接收來自多達(dá)150個星系的光線，其中每個星系的光線都被分別隔離在一張金屬片上的一個小洞里。接著，光譜儀將這種不可見光分解為可見光譜，即從紫色到藍(lán)色的七彩顏色。

在星系的光譜圖上，排列著一系列或明或暗的線條，它們的排列模式就反映了光線是由哪些元素所發(fā)出的，即這個星系中存在哪些元素，以及其中哪些元素的數(shù)量最多。由此，科學(xué)家就能知道這罐“星系大湯”是否已經(jīng)“熬”好，是否已經(jīng)為行星和生命的誕生創(chuàng)造了足夠的條件。

桑拉和她的隊伍計劃檢驗65000個星系的光學(xué)“指紋”——光譜，查明其中的重元素含量，從而推測這些星系對生命的“支持率”有多高。他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在一些星系中存在大量的氧，其中有一個星系距離地球50億光年。也就是說，他們看見了50億年前從這個星系發(fā)出的光線，因而也就知道了50億年前這個星系中存在哪些元素和這些元素的含量。由于太陽系也是在大約50億年前形成的，所以，如果這兩者所含元素的種類及含量相同或者很相近，那么這前一個星系也就可能擁有與太陽系一樣的“生命配方”。換句話說，這前一個星系中就可能存在外星人。

桑拉和她的隊伍制訂了一個為期十年的探測計劃，但是僅在這個計劃期的前兩年里，他們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了成千上萬個富含“生命元素”的星系，這讓他們得到了一個十分驚人的結(jié)論：宇宙中可能還存在許多和太陽系相似的星系，所以生命很可能普遍地存在于宇宙中。盡管仍無證據(jù)表明宇宙中除地球之外的其他任何地方存在生命，但桑拉等人的探測結(jié)果至少已證實：生命(確切地說，是我們所熟知的生命)所需的基本元素，在整個宇宙中都普遍地存在。

確鑿的科學(xué)證據(jù)證明：從宇宙在“大爆炸”中誕生之時起，恒星、星系和重元素的形成就從未停止過，所以太陽(確切地說，是類似太陽的恒星)、地球(確切地說，是類似地球的行星)和生命也可能層出不窮。

在幾乎整個的人類歷史中，天宇都可望而不可及。對我們的祖先來說，天上是神仙居住的地方，或者是一個巨大、美麗而又死氣沉沉的神秘地帶。但是現(xiàn)在，宇宙學(xué)向我們講述了一個完全不同的故事。這個故事告訴我們，我們的生命最早是來自地球之外很遠(yuǎn)的地方，地球上出現(xiàn)生命也絕非偶然。事實上，生命是宇宙140億年演化的必然結(jié)果，我們是宇宙之子。這，就是宇宙學(xué)家迄今為止所取得的最大發(fā)現(xiàn)，也就是我們在這里向你講述的宇宙起源故事的最根本要點。