所有这些提法可能都有点费解。甚至让人感到很荒谬！有点像是科学家虚构出来的。
我保证，不是这样的。经过一系列的逻辑推导，我们才对早期的宇宙有了这样的认识。
最早把宇宙作为一个整体研究的天文学家是德国的海因里希·奥伯斯（Heinrich Olbers）。在19世纪早期，约定俗成的想法是：宇宙是无限久远的，范围是无限大的。没有什么可怀疑的。但是，奥伯斯认为，这里有个问题。如果宇宙是无限大的，“布满”恒星的，那么无论你朝哪个方向看，最终都会看到一颗恒星；无论你选择天空中多么小的部分，从你引出的一条朝着那个方向延伸至宇宙中的线一定会在某个点上与一个恒星相交。这个点可能非常遥远，但是如果宇宙确实是无限的，那么这个距离相对来说也只是“一小步”。
问题来了。从地球上看，恒星的大小随着距离的拉大而表小，当然，也会显得更暗淡。但是如果宇宙确是无限的，大小和亮度的降低会得到弥补。随着距离的增加，恒星的数量也会增加，这两个量相互抵消。小的数学原理：和引力一样，恒星的亮度与距离的平方成反比——距离增加一倍，恒星的亮度下降到原来的1/4.不过如果恒星在宇宙中均匀分布，你基本上是把来自给定距离内的恒星的光聚在一起，它们形成一个球面，而球的面积与其半径的平方成正比。因此，亮度随着距离的增加成平方地下降，而恒星的数量随着距离的增加成平方地上升——相互抵消。因此如果天空中布满恒星，那么整个天空会和恒星以同样的亮度发光。对于任何一个处于这样宇宙中的观察者来说，无论往哪儿看，天空都应该和太阳一样明亮。
很显然，这样的宇宙是不适合居住的，我们的宇宙肯定不是这样的。
这个难题现在被称为“奥伯斯悖论”。这个问题困扰了人们很长时间，而揭开这个悖论的人你可能想不到：埃德加·爱伦·坡（Edgar Allan Poe）。
是的，就是那个坡。除了写些沮丧的诗歌以及《乌鸦》（The Raven）之类的恐怖小说外，他也是一个非常了不起的思想家。他认为问题也许不在宇宙本身，而是在于我们的假设：如果宇宙在时间和空间上并不是无限的会怎样？如果宇宙空间有限，那么到达某个距离后恒星将消失；如果时间有限——也就是说，它有开始——那么距离非常远的恒星的光线要到达我们这里可能没有足够的时间。悖论解决了。
实际上，坡是对的。在他1848年的著作《我想出了》中，他写道：假如恒星是连续不断地存在着的，那么天空的亮度应该是一样的，像星系一样——在所有的背景中，看不到什么亮点，也就仿佛没有恒星存在。因此，在这种情况下，我们要理解望远镜在很多方向上“什么也看不到”的问题，仅有的方式就是，想象一下：看不清的背景与我们无限远，没有什么光线能够到达。可能是这样的。不过我坚持认为，要相信这是真的，我们连一个原因的影子都找不到。在当时这是非常激进的想法。虽然19世纪中后期人们普遍根据《圣经》中的说法认为宇宙是有起源的，但对于一个科学家来说，这并不能令人满意。坡对此发起了挑战。
差不多一个世纪后，天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）和其他天文学家，包括维斯托·斯莱弗（Vesto Slipher）、埃勒里·海耳（Ellery Hale），提出了科学史上最具震撼意义的一个发现：他们观测到的几乎每一个星系似乎都正在离我们而去。这有些难以置信，人们花了很长时间接受这种提法，但是证据是无懈可击的，宇宙在扩张。
这具有深远的意义。如果星系正离我们远去，那么随着时间的推移，它们将走得更远。反过来也就是说，在过去，它们都离我们很近。如果把宇宙时钟往后推得足够久远，那么在过去的某一点上，宇宙中的所有物质和能量，都会是在同一个点上。
这意味着宇宙是有起源的，万物源于一点。物质和能量都从这个点中“流出”，进一步扩张。当哈勃和他的团队发现了宇宙的扩张现象时，爱因斯坦已经推算出规范时空行为的基本公式，他在听到这个发现时也很激动。后来科学家们普遍相信，爱因斯坦是对的，宇宙是可以用数学来描绘的。
随后“大爆炸”模型被提出。
数年后，这个模型又被重新优化，增加了一些部分也删减了一些内容。当一位天文学家用到“大爆炸”这个词时，他所指的不仅是137亿年前那个点，同时也包括大量其它的、使得这个模型与观察到的宇宙相符而发生的事件。而且实际上，它是一直以来最成功的科学理论之一。我正在用的理论这个词代表的是科学家的理解：通过观察而形成的一系列非常好的想法和物理模型，而这又与事实紧密相连的。这与平时所说的“猜想”有很大不同。对于一个科学家来说，他可以用生命捍卫一个理论。提醒一下，万有引力也“只是一个理论”而已。
证实“大爆炸”模型的一个关键要素就是光速的有限性。这听起来可能有点奇怪，但正是有限的光速才使得我们看到宇宙过去的样子。设想一下，如果光速是无限快的。我们观察一个1亿光年外的星系时看到的就是它现在的模样。那么它看起来很有可能与我们的星系很像，我们在它们身上学不到什么。
幸好，光速是有限的。它非常快，每秒能走186英里（大约是每毫微秒一步，不知道这种说法能不能帮助你理解）。不过宇宙实在是太大了，一束光线要从比较远的星系到达我们这里还是需要很长时间的。
这也就意味着我们看到的星系并不是它们现在的样子，而是它们“年轻”时的样子。从这个角度讲，望远镜就像是一部“时空穿梭机”——我们看得越远，就在时间上倒退得越多。怎样弄清宇宙在5亿年前的样子呢？很简单：找到一个离我们5亿光年远的星系看看就行了。
还不止那么远。我们的望远镜非常大，探测器非常敏感，通过它们，人们已经看到了12亿光年外的星系（它所在的宇宙大约只有1亿岁），并由此了解了它们在老化的过程中发生的事情。
我们也可以观测、分析处于星系之间的星云，这能告诉我们更多的关于早期宇宙的信息。实际上，如果把射电望远镜调到微波档，可以“听到”来自整个宇宙的“嘶嘶声”。它们不是噪声，很有可能就是宇宙诞生时发出的已冷却了的光。大约1万年后，宇宙已经扩张、冷却得足够充分，光线也可以在宇宙中自由地穿行（在这之前，光子走不了多远就会被一些物质吸收）。这种能够在太空中自由移动的光线，随着宇宙的扩张“冷却”下来，到达我们“守候已久”的设备。
这些都为我们提供了一系列非常好的了解宇宙行为的线索。通过它们，我们可以掌握宇宙出生以来的发展历程（基本上可以追溯到14亿年前）。
它的未来呢？我们能不能通过已知的物理和天文学知识推断宇宙最终的命运呢？
是的，可以。对于宇宙在接下来的几十亿年里将要出现的变化，我们已经有了一个比较清晰的认识（例如，我们的近邻很快就会大变样）。当我们把目光放远，我们的“水晶球”开始变得模糊，但是基本上可以通过已经掌握的情况粗略地猜想未来将会发生什么。
还是直说了吧：对于我们来说，情况并不妙。如果想在遥远的未来生存下来——我的意思是很久以后——我们不得不从根本上改变自己，改造后的我们还是不是人类我都怀疑。而且即使是那样，要逃脱宇宙最终的灭亡都不太可能。
不过希望还是有的。准确地说，这种希望不属于我们，而是很久以后的“人们”（也有可能不会再有后来者）。