沐浴在大爆炸的輝光里

布萊恩·格林

當大爆炸發生時，宇宙的誕生也只用了人類心跳十下那么久。它既是被稱為光子的電磁能量的小爆發，也是光的原始粒子。

那時候宇宙還是電離氫和氦的滾燙混合物，是一片帶正電的原子核和電子的沸騰海洋。這片海洋太熱也太密集，以至于光子被不斷散射或彈來彈去，總也跑不了太遠。經過38萬年的時間，光隨著宇宙冷卻而散射，直到最后離子和電子的速度足夠緩慢，才形成了氫和氦。這些原子不怎么散射光子，所以光子終獲自由——自由地踏上漫長的旅程。

雖然那時宇宙已經明顯冷卻下來，但是仍然像紅矮星的表面一樣滾燙。光子在宇宙的深紅色輝光中穿行。宇宙擴張時會繼續冷卻，紅光就消失了，很快宇宙變得黑暗。沒有恒星發光，只有氫和氦的云團，光子就從愈加空曠的太空中飛馳而過。

這時重力開始影響氫和氦，逐漸將氣體凝聚成星系大小的團塊。但是在宇宙尺度下，重力的作用十分緩慢，形成星系需要很長時間。大約經過40億年，新的光出現在首批誕生的恒星中心。光輻射出去的時候，恒星開始將氫和氦聚合成碳和氧這樣的重元素，釋放出巨大的能量。很快，無數恒星和星系開始照亮宇宙，有時恒星會消耗掉所有能量發生超新星爆發。在短暫的時間內，超新星會亮過整個星系，并把氣體和塵埃拋回太空。

光子仍然以恒定的速度前進。它旅行了數十億年，其間有些恒星發生超新星爆發，殘余的氣體和塵埃形成新的恒星，還有的形成行星、小行星和彗星。星系的形成變得普遍，它們的一部分行星恰好形成在宜居帶，與恒星間的距離剛好允許液態水存在，不太冷也不太熱。在這樣的世界中，我們知道至少有一個，或許有上百萬個都存在生命。

光子的旅行仍在繼續，超過了130億年。它穿過了一個跨度幾十萬光年的星系，星系的質量使光子稍微偏離了原來的路徑，被稱為引力透鏡效應。光子方向的改變足以使它朝著另一個不太起眼的星系前進，一個跨度大約10萬光年的條紋狀螺旋星系。

當最初的人類行走在地球上，當文明興衰起落，甚至在你出生的那一天，古老的光子都在旅行，年復一年，持續不斷。當你在某天晚上抬頭仰望夜空，它剛好砸在你的額頭上，你卻沒有注意到，也不可能注意到。光子開始旅行時還很熾熱明亮，但當它旅行了數十億年，宇宙的持續擴張延伸了光子的波長，使它冷卻并暗淡下來，所以人們既看不到也感覺不到它的存在。像這樣的古老光子總是會擊中我們，而我們從未發覺。

20世紀60年代，我們開始注意到了這些古老的光子。射電天文學家阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾森發現宇宙輻射帶有微弱的微波輝光——這些光子幾乎從大爆炸開始就穿越宇宙，現在到達了我們的太陽系。這些輝光被稱為宇宙微波背景。20世紀90年代，一顆被稱為宇宙背景探測器的衛星觀測到輝光溫度的微小變化，這證實了宇宙起源于大爆炸，那一瞬間的能量足夠大，創造出遙遠過去的輝光。過去10年里，威爾金森各向異性探測器和普朗克衛星更為詳細地觀察了宇宙的背景，證實宇宙誕生于約138億年前。

當你仰望夜空的時候，可能會看到經長途跋涉到達你身邊的其他行星的光。你看到的星光可能旅行了幾年、幾十年， 甚至可能是上百年。而你看不到的是宇宙微波背景微弱的輝光，因為旅行時間太長，以至于宇宙自身的擴張使得光子超出了我們的可見范圍。

但是當你敬畏地抬頭看天，有些光子會擊中你。來自宇宙最初瞬間的光穿越了浩瀚的太空，到達你的身邊。從你的角度來看，光已經旅行了數十億年，但對光子來講卻沒有時間的概念。以光速來看，光子的旅程只是一眨眼的事情——從宇宙誕生到抵達你的身邊。