彭齐亚斯和威尔逊听到的噪音,当然就是伽莫夫所假设的噪音。他们找到了宇宙的边缘,或者至少是其可见部分的边缘,距离我们 900 万万亿英里。他们“看到”了第一批光子——宇宙中最古老的光——尽管时间和距离已将它们转化为微波,正如伽莫夫所预测的那样。在他的书《暴胀宇宙》中,艾伦·古斯提供了一个有助于理解这一发现的比喻。如果你把凝视宇宙深处想象成从帝国大厦的第 100 层向下看(第 100 层代表现在,街面代表大爆炸的时刻),那么在威尔逊和彭齐亚斯发现之时,任何人探测到的最遥远星系大约在第 60 层,而最遥远的天体——类星体——大约在第 20 层。彭齐亚斯和威尔逊的发现将我们对可见宇宙的认识推近到距离人行道只有半英寸的地方。

威尔逊和彭齐亚斯仍然不知道噪音的起因,他们给普林斯顿的迪克打电话,向他描述了他们的问题,希望他能提出解决方案。迪克立刻意识到这两个年轻人发现了什么。“好了,孩子们,我们刚刚被抢先了,”他挂断电话后对同事们说。

不久之后,《天体物理学杂志》发表了两篇文章:一篇由彭齐亚斯和威尔逊描述他们对嘶嘶声的经历,另一篇由迪克的团队解释其性质。尽管彭齐亚斯和威尔逊并未寻找宇宙背景辐射,在发现时也不知道它是什么,并且没有在任何论文中描述或解释其特性,他们还是获得了 1978 年的诺贝尔物理学奖。普林斯顿的研究人员只得到了同情。根据丹尼斯·奥弗比在《宇宙的孤独之心》中的说法,彭齐亚斯和威尔逊直到在《纽约时报》上读到相关报道,才完全理解他们发现的重要性。

顺便说一句,来自宇宙背景辐射的干扰是我们都经历过的事情。将你的电视调到任何收不到信号的频道,你看到的跳动雪花中大约有 1% 是由大爆炸的古老残余造成的。下次你抱怨没什么可看的时候,记住你总可以观看宇宙的诞生。

虽然人人都称之为大爆炸,但许多书告诫我们不要把它想象成传统意义上的爆炸。相反,它是一场规模巨大的、突然的膨胀。那么,是什么导致了它呢?

一种观点认为,奇点或许是早期坍缩宇宙的遗迹——我们只是永恒循环的膨胀和坍缩宇宙中的一环,就像氧气机上的气囊。另一些人则将大爆炸归因于他们所谓的“假真空”、“标量场”或“真空能量”——总之是某种性质或事物,给原本的虚无引入了一定程度的不稳定性。从无到有似乎不可能,但曾经一无所有而现在有一个宇宙这个事实,显然证明了这是可能的。也许我们的宇宙仅仅是许多更大宇宙的一部分,有些在不同维度,而大爆炸一直在各处发生。或者也许在大爆炸之前,空间和时间以完全不同的形式存在——形式对我们来说过于陌生而无法想象——而大爆炸代表了某种过渡阶段,宇宙从我们无法理解的形式转变为我们几乎可以理解的形式。“这些问题非常接近宗教问题,”斯坦福大学的宇宙学家安德烈·林德博士在 2001 年告诉《纽约时报》。

大爆炸理论并非关于爆炸本身,而是关于爆炸之后发生的事情。当然,时间并不长。通过大量的数学计算和仔细观察粒子加速器中发生的情况,科学家们相信他们可以回溯到创世时刻后的 10^-43 秒,那时宇宙仍然如此之小,以至于你需要显微镜才能找到它。我们不必为每一个出现在我们面前的非凡数字而晕眩,但也许值得时不时地抓住一个,只是为了提醒自己它们那难以把握和惊人的广度。因此,10^-43 是 0.0000000000000000000000000000000000000000001,或者说是一千万亿亿亿亿亿分之一秒。[*]

我们所知道的,或者相信我们知道的,关于宇宙早期瞬间的大部分知识,都要归功于一个叫做暴胀理论的想法,这个理论最早是由一位年轻的粒子物理学家在1979年提出的,他当时在斯坦福大学,现在在麻省理工学院,名叫艾伦·古斯。他当时三十二岁,据他自己承认,之前从未做过什么大事。如果他没有恰好参加了罗伯特·迪克关于大爆炸的讲座,他可能永远不会有这个伟大的理论。这个讲座激发了古斯对宇宙学的兴趣,特别是对宇宙诞生的兴趣。

最终的结果就是暴胀理论,该理论认为,在创世之初的一瞬间之后,宇宙经历了一次突然的、剧烈的膨胀。它暴胀了——实际上是失控了,每隔 10^-34 秒就增大一倍。整个过程可能只持续了不超过 10^-30 秒——也就是百万分之一的百万分之一的百万分之一的百万分之一秒——但它将宇宙从一个你可以握在手中的东西变成了一个至少比原来大 10,000,000,000,000,000,000,000,000 倍的东西。暴胀理论解释了使我们的宇宙成为可能的涟漪和漩涡。没有它,就不会有物质团块,也就没有恒星,只有漂浮的气体和永恒的黑暗。

根据古斯的理论,在一千万亿亿亿亿分之一秒的十亿分之一秒时,引力出现了。在又一个荒谬短暂的间隔之后,电磁力以及强核力和弱核力——物理学的构成要素——也加入了进来。紧接着,大量的基本粒子——物质的构成要素——也出现了。从一无所有,突然间出现了大量的光子、质子、电子、中子以及许多其他粒子——根据标准大爆炸理论,每种粒子的数量在 10^79 到 10^89 之间。

这样的数量当然是无法把握的。知道这一点就足够了:在一个破裂的瞬间,我们被赋予了一个浩瀚的宇宙——根据理论,至少有一千亿光年宽,但可能无限大——并且完美地排列,适合创造恒星、星系和其他复杂系统。

从我们的角度来看,非同寻常的是结果对我们来说是多么好。如果宇宙的形成哪怕有一点点不同——如果引力稍微强一点或弱一点,如果膨胀的速度稍微慢一点或快一点——那么可能永远不会有稳定的元素来构成你我以及我们脚下的土地。如果引力稍强一点,宇宙本身可能会像一个搭建不牢的帐篷一样坍塌,而没有精确的数值赋予它正确的维度、密度和组成部分。然而,如果引力弱一点,任何东西都不会凝聚。宇宙将永远是一个沉闷、分散的虚空。

这就是为什么一些专家认为可能存在许多其他的大爆炸,也许是万亿万亿个,遍布永恒的浩瀚跨度,而我们存在于这个特定的宇宙中的原因是我们能够存在于其中。正如哥伦比亚大学的爱德华·P·特赖恩曾经说过的:“对于为什么会发生这个问题,我谦虚地提议,我们的宇宙只是那些时常发生的事情之一。” 古斯对此补充道:“尽管宇宙的创生可能非常不可能,但特赖恩强调,没有人计算过失败的尝试次数。”

英国皇家天文学家马丁·里斯认为存在许多宇宙,可能数量无限,每个宇宙具有不同的属性,以不同的组合方式存在,而我们只是生活在一个以允许我们存在的方式组合事物的宇宙中。他打了个比方,就像一家非常大的服装店:“如果服装库存量很大,你找到一套合身的西装就不会感到惊讶。如果有很多宇宙,每个宇宙都由一套不同的数字支配,那么就会有一个宇宙,其中有一套特别适合生命存在的数字。我们就在那个宇宙里。”

里斯认为,有六个特定的数字支配着我们的宇宙,如果这些值中的任何一个即使非常轻微地改变,事物就不可能像现在这样。例如,为了让宇宙像现在这样存在,需要氢以精确但相对缓慢的方式转化为氦——具体来说,是以将其千分之七的质量转化为能量的方式。将该值稍微降低一点——比如说,从 0.007% 降到 0.006%——就不会发生转化:宇宙将只由氢组成,别无他物。将该值稍微提高一点——到 0.008%——结合将如此疯狂地多产,以至于氢早已耗尽。无论哪种情况,只要对这些数字进行最轻微的调整,我们所知和所需要的宇宙就不会存在。

我应该说,到目前为止一切都恰到好处。从长远来看,引力可能会有点太强,总有一天它可能会阻止宇宙的膨胀,使其自身坍缩,直到把自己压成另一个奇点,可能重新开始整个过程。另一方面,它可能太弱了,宇宙将永远飞速远离,直到一切都相距遥远,物质没有相互作用的机会,使宇宙变成一个惰性、死寂但非常空旷的地方。第三种选择是引力恰到好处——宇宙学家称之为“临界密度”——它将使宇宙保持在恰当的维度,让事物无限期地继续下去。宇宙学家在轻松的时候有时称之为金发姑娘效应——一切都恰到好处。(需要说明的是,这三种可能的宇宙分别被称为封闭宇宙、开放宇宙和平坦宇宙。)