阿西莫夫：遙遠(yuǎn)的從前

【譯者之言：對(duì)于深?yuàn)W的宇宙大爆炸和宇宙膨脹理論，阿西莫夫先生給出了淺顯易懂的說法：“任何遙遠(yuǎn)的天體都是很久以前的天體，距離越遠(yuǎn)，時(shí)間就越早。如果我們能看到非常遙遠(yuǎn)的天體，那么，我們就會(huì)看到早期的宇宙?！薄?/p>

幾個(gè)月前，我參加了一個(gè)宴會(huì)，宴會(huì)結(jié)束出門時(shí)，發(fā)現(xiàn)外面正淅淅瀝瀝地下著雨。顯然，這種天氣難得等到出租車，于是我和另外兩位參加宴會(huì)朋友，走到最近的地鐵口，上了地鐵，向北而行。

碰巧，我第一個(gè)到站。我向朋友們道別，下了火車。第二天我才知道，在我下車后地鐵上發(fā)生了什么。

有三個(gè)年輕人走到我朋友們的座位處，直直地站在他們身旁，讓我兩個(gè)朋友感到一絲受威脅的恐懼。我的朋友們都很清楚，地鐵里時(shí)常會(huì)發(fā)生暴力事件，他們自然很擔(dān)心。

其中一個(gè)年輕人低聲說了些什么，我的一個(gè)朋友鼓起勇氣說：“對(duì)不起，年輕人，我沒有聽清楚你說什么?？梢哉?qǐng)你再重復(fù)一遍嗎？”

于是，這個(gè)年輕人提高聲音說道：“我想問一下：剛下火車的那個(gè)人是艾薩克·阿西莫夫嗎？”

剎那間，這三個(gè)年輕人就從讓人心生恐懼的流氓，變成了三個(gè)有很高品味的文化迷，我的朋友們高興地回答說，的確是的，此后一切就成了葡萄美酒加玫瑰般的交談。

我不知道，地鐵上那些聰明的年輕人，是否會(huì)去讀我的科學(xué)隨筆，如果他們會(huì)讀，這篇科學(xué)隨筆就獻(xiàn)給他們吧！

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在前一篇科學(xué)隨筆中，我談到了多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)顯示，遙遠(yuǎn)的星系，無一例外地都在遠(yuǎn)離我們，星系離得越遠(yuǎn)，離開就越快。

這似乎給了我們的星系一個(gè)特殊的待遇。所有其它的星系都在遠(yuǎn)離它，離得越遠(yuǎn)，離開就越快。不知怎么的，這似乎又讓人感覺不對(duì)勁。為什么在數(shù)十億個(gè)星系中，只有我們的星系，會(huì)有這種區(qū)別呢？

早在1916年，阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）（1879-1955年）設(shè)計(jì)了一套“場(chǎng)方程”來描述整個(gè)宇宙的特征。愛因斯坦認(rèn)為宇宙作為一個(gè)整體是靜態(tài)的，沒有明顯地隨著時(shí)間發(fā)生任何漸進(jìn)的變化——畢竟，直到當(dāng)時(shí)，在我們對(duì)宇宙的觀察中，沒有發(fā)現(xiàn)有任何東西，表現(xiàn)出任何的不同。也就是說，宇宙中的一些天體可能正在接近我們，而一些可能在遠(yuǎn)離我們，一些可能會(huì)朝著這個(gè)方向前行，一些可能會(huì)朝著那個(gè)方向前行，但所有這些變化往往都會(huì)被相互抵消，宇宙的整體外觀保持不變。

愛因斯坦的方程并沒有完全證明這一點(diǎn)，所以愛因斯坦任性地添加了他所謂的“宇宙常數(shù)”，并賦予該常數(shù)一個(gè)數(shù)值，以允許其方程代表靜態(tài)宇宙。（他后來稱，這是他犯下的“最大的錯(cuò)誤”。）

不過，第二年，荷蘭天文學(xué)家威廉姆·德·西特（Wilem de Sitter）（1872-1934年）就指出，沒有宇宙常數(shù)的場(chǎng)方程代表了一個(gè)膨脹的宇宙，一個(gè)以恒定速度變大的宇宙。然而，這種膨脹似乎純粹是理論上的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)并沒有跡象表明宇宙確實(shí)在膨脹。

然而，一旦哈勃證實(shí)遙遠(yuǎn)的星系都在遠(yuǎn)離我們，這就有了觀測(cè)證據(jù)，表明德·西特提出了一個(gè)有價(jià)值的觀點(diǎn)。宇宙正在膨脹，所有的星系（或星系團(tuán)）都彼此相對(duì)在遠(yuǎn)離。這就是為什么所有星系似乎都在遠(yuǎn)離我們，而我們也并不是生活在一個(gè)特殊的星系中。如果宇宙在膨脹，那么當(dāng)我們從任何星系上觀察其它的星系時(shí)，所有其它星系看上去都會(huì)在遠(yuǎn)離，離得越遠(yuǎn)，離開就越快。

換句話說，愛因斯坦的場(chǎng)方程描述的就是宇宙現(xiàn)狀，而不需要添加什么宇宙常數(shù)。

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如果宇宙正在膨脹，我們考慮未來，宇宙很可能會(huì)永遠(yuǎn)繼續(xù)膨脹下去。它膨脹的空間大概也是沒有限制的。

另一方面，如果我們考慮過去，我們就會(huì)看到，隨著我們深入地回到過去，宇宙一定會(huì)越來越小。這又意味著宇宙的過去，不會(huì)像未來，不可能永遠(yuǎn)存在。在有限的過去的某個(gè)時(shí)候，宇宙一定非常小，它所有的質(zhì)量和能量都被壓縮成了一個(gè)小球。

1927年，比利時(shí)天文學(xué)家喬治·愛德華·萊邁特雷（Georges Edward Lemaitre）（1894-1966年）首次指出了這一點(diǎn)。他將這一小塊物質(zhì)稱為“宇宙蛋”。顯然是宇宙蛋爆炸形成了現(xiàn)在的宇宙，而俄裔美籍物理學(xué)家喬治·伽莫夫（George Gamow）（1904-1968年）則將這次爆炸稱為“大爆炸（Big Bang）”。

大爆炸理論現(xiàn)在已被天文學(xué)家普遍接受。出現(xiàn)的一些爭(zhēng)論是，最初的宇宙蛋起源于哪里，它是如何形成的，它有多大，它從怎樣的最初階段發(fā)展成我們現(xiàn)在的宇宙，等等。不過，這些并不是這篇科學(xué)隨筆感興趣的問題。我們只想簡(jiǎn)單地問一下：大爆炸是什么時(shí)候發(fā)生的？多久以前發(fā)生的？

想要得到答案，方法是確定宇宙現(xiàn)在膨脹的速度。那么，如果膨脹速度不隨時(shí)間發(fā)生變化，由此就可能直接確定出原點(diǎn)，這非常簡(jiǎn)單。

哈勃在1929年的測(cè)量表明，遠(yuǎn)離的速度確實(shí)是恒定的，而宇宙膨脹得非常之快，回顧過去，宇宙蛋大概在20億年前就已經(jīng)存在了。

但這明顯是錯(cuò)誤的，因?yàn)榈刭|(zhì)學(xué)家已確認(rèn)，地球本身就比這更古老，地球不可能比它所在的宇宙的年齡還要大。根據(jù)地殼、月球和隕石中放射性物質(zhì)的衰變，我們現(xiàn)在知道地球和太陽系一般有45億年的歷史，所以宇宙必須至少也有45億歲的年齡，并且可能比這還要大得多。

幸運(yùn)的是，用來確定較近星系距離的標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)又可以作為確定所有更遠(yuǎn)星系距離的依據(jù)，結(jié)果證明，這是一個(gè)比人們想象的要復(fù)雜得多的事情。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)被修正后，宇宙明顯比人們想象的要大得多，因此一定已經(jīng)膨脹了更長(zhǎng)時(shí)間，它的年齡相應(yīng)就更大了。

大爆炸的時(shí)間一定在過去至少100億年，而且很可能更早。事實(shí)上，現(xiàn)在最常用的數(shù)字是過去的150億年。

如果宇宙已有上百億年的歷史，那么我們應(yīng)該在天空中看到上百億光年之外的物體，如果是這樣，我們就應(yīng)該能看到遙遠(yuǎn)的過去。畢竟，如果一顆恒星距離我們10光年，那么這顆恒星發(fā)出的光需要10年才能到達(dá)我們，我們看到的是10年前的它。如果一個(gè)星系距離我們1000萬光年，光需要1000萬年才能到達(dá)我們，我們看到的則是1000萬年前的它。

換句話說，任何遙遠(yuǎn)的天體都是很久以前的天體，距離越遠(yuǎn)，時(shí)間就越早。如果我們能看到非常遙遠(yuǎn)的天體，那么，我們就會(huì)看到早期的宇宙。如果我們看到150億光年之外的宇宙，我們看到的就是150億年前的宇宙，也就是一開始時(shí)的宇宙。

然而，天體越遠(yuǎn)，就越暗，也就越難被發(fā)現(xiàn)。1960年的天文學(xué)家，在望遠(yuǎn)鏡里看到早期的宇宙的機(jī)會(huì)，不可能比我們現(xiàn)在更多。

1960年，他們能看到的最遙遠(yuǎn)的星系是，根據(jù)紅移和新的標(biāo)準(zhǔn)來看，可能距離我們8億光年。這意味著，他們只能看到8億年前的過去/而如果宇宙有150億年的歷史，他們看到的只有這一歷程的大約二十分之一。

他們到底應(yīng)該怎么做，才能做得更好呢？

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到了1960年，天文學(xué)家們已經(jīng)開始使用射電望遠(yuǎn)鏡，它探測(cè)無線電波，而不是光。起初，人們沒有任何理由相信，無線電波會(huì)比光波告訴我們更多的宇宙信息。例如，太陽發(fā)出無線電波，但這些無線電波不像光一樣，能告訴我們有關(guān)太陽的，諸如熱量、化學(xué)成分和其他特性等等，那么有用的信息。

此外，光可以來自我們自己的星系和其他星系中的無數(shù)恒星，但無線電波源的數(shù)量就要少得多。遙遠(yuǎn)的恒星可以發(fā)出足夠的光，即使人們?nèi)庋劭雌饋硪蚕喈?dāng)明亮，而它們卻不會(huì)發(fā)出數(shù)量可探測(cè)到的無線電波。我們探測(cè)來自太陽的無線電波的唯一原因，不是因?yàn)樗且活w不尋常的恒星，而是因?yàn)樗x我們很近。

不過，有些無線電波源似乎來自天空中某一限定的部分，它們?cè)谶^去被稱為“射電星”。而另一方面，人們也并不一定就會(huì)認(rèn)為，射電星是真正的恒星。它們可能源于非常遙遠(yuǎn)的星系，因此在天空中沒有占據(jù)太多的視空間。即使沒有探測(cè)到有單個(gè)恒星發(fā)射無線電波，整個(gè)星系也可能會(huì)發(fā)射足夠的，可以被探測(cè)到的無線電波。

有些射電星非常密集，人們會(huì)認(rèn)為，它們可能是恒星。在這些非常密集的無線電波源中，有幾個(gè)被稱為3C48、3C147、3C196、3C273和3C286。[“3C”代表《劍橋射電星目錄第三類》，這是由英國天文學(xué)家馬丁·萊爾（Martin Ryle）（1918-1984年）和他的同事們共同編撰的]。

1960年，美國天文學(xué)家阿蘭·雷克斯·桑德奇（Allan Rex Sandage）（1926年生）使用200英寸的帕洛瑪望遠(yuǎn)鏡，對(duì)包含這些密集射電源的區(qū)域進(jìn)行了梳理。在每一種情況下，它似乎確實(shí)是一顆發(fā)射無線電波的恒星，而它們看上去就像是我們自己星系中，不起眼的暗星。

然而，也存在一些令人不安的情況。為什么這些少的恒星，會(huì)發(fā)出可探測(cè)強(qiáng)度的無線電波，而其他離我們更近，更明亮的恒星，卻不能發(fā)射可探測(cè)強(qiáng)度的無線電波呢？后來，當(dāng)這些射電星被仔細(xì)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中一些與微弱的星云狀物有關(guān)。至于其中最亮的3C273，則有微弱的物質(zhì)噴出跡象。

這些射電星，雖然看起來像恒星，但似乎又有所不同。它們被稱為“準(zhǔn)恒星射電源”，“準(zhǔn)恒星（quasi-stellar）”的意思是“類似恒星”。隨著這個(gè)詞變得對(duì)天文學(xué)家們?cè)絹碓街匾?，它就變得太不方便了，于是被縮寫為“quasi-stellar”的第一個(gè)和最后一個(gè)音節(jié)——“quasar（類星體）”。

顯然，這些類星體非常有趣，需要用大量的天文學(xué)技術(shù)進(jìn)行研究，這意味著需要獲得它們的光譜。獲得暗天體的光譜并不容易，但美國天文學(xué)家杰西·萊昂納德·格林斯坦（Jesse

Leonard Greenstein）（1909年生）和他的荷蘭裔美籍同事馬爾滕·施密特（Bartender Schmidt）（1929年生），努力完成了這項(xiàng)任務(wù)，并獲得了光譜。

剛獲得光譜時(shí)，似乎并沒有起到什么幫助。他們發(fā)現(xiàn)這些類星體帶有無法識(shí)別的奇怪譜線。此外，有一個(gè)類星體的譜線與其他所有的都不同，而所有這些譜線都無法識(shí)別——這至少增加了人們對(duì)這些天體的奇怪感。

1963年，施密特注意到，在3C273光譜中存在的六條線中，有四條的間隔類似于一系列的氫譜線——只是在它們被發(fā)現(xiàn)的位置，不應(yīng)該存在這樣的譜線。然而，如果這些譜線只是因?yàn)楸灰频搅斯庾V的紅色一端，而出現(xiàn)在它們現(xiàn)在被發(fā)現(xiàn)的地方，又會(huì)是什么情況呢？如果是這樣的話，那必須是一個(gè)很大的位移，表明它以每秒4萬公里的速度在離開，這個(gè)速度超過了光速的八分之一。

這似乎令人難以置信，但如果存在這樣的位移，另外兩條線的識(shí)別也就迎刃而解了；一條代表雙電荷的氧，另一條代表雙電荷的鎂。

那么，這些類星體根本就不是我們自己星系中的恒星，而是距離我們很遠(yuǎn)的天體，其中離我們最近也至少有10億光年。（如果沒有射電望遠(yuǎn)鏡，它們就不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，而不知道紅移，它們的意義也不會(huì)被理解，這就是我在前一篇隨筆中討論過的“音高的重要性”。）

顯然，在這樣的距離上，即便是在我們最好的望遠(yuǎn)鏡里，它們也必須非常明亮，才能被看到。事實(shí)上，它們的亮度必須是我們星系亮度的一百倍。自然，它們內(nèi)部一定存在一些非同尋常的東西，才會(huì)產(chǎn)生所有這些光和所有這些無線電波。

此外，到了1963年，人們發(fā)現(xiàn)類星體亮度變化的速度，有時(shí)令人驚訝，而且光和無線電波會(huì)同時(shí)變化。這些變化很大，在一年左右的時(shí)間內(nèi)都能被觀察到。

這意味著，類星體在尺寸上一定非常小。小的變化可以是由于天體限定區(qū)域的變亮和變暗引起的，但大的變化一定涉及到整體天體。如果天體作為一個(gè)整體參與進(jìn)來，那么在變化的時(shí)間內(nèi)，我們一定會(huì)感覺到某種效應(yīng)，貫穿了天體的整個(gè)寬度。由于沒有什么效應(yīng)比光更快，一年的空間內(nèi)顯著的變化，就表明類星體的寬度不會(huì)超過一光年。有些類星體似乎甚至比這更小。

這種高亮度和小體積的組合，確實(shí)令人費(fèi)解。

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對(duì)于這一點(diǎn)，可能的答案來自于，通過射電天文學(xué)對(duì)一般星系進(jìn)行的研究。

如果我們通過普通的光來看星系，它們看起來會(huì)非常美麗、安靜。中心比外圍更明亮，因?yàn)楹阈窃谥行牡姆植急仍谕鈬芗?/p>

然而，射電天文學(xué)向我們展示，從許多星系的最核心處開始，有大量的能量穩(wěn)定地外流。在某種程度上，的確是這樣的，甚至我們自己的星系也是如此。我們無法通過光線看到自己星系的核心，因?yàn)閴m埃云阻擋了我們的視線。然而，無線電波可直接穿過云層，而我們的射電望遠(yuǎn)鏡告訴我們，核心的的體積非常小，但卻是真正的無線電波泛濫。

越來越多的天文學(xué)家認(rèn)為，許多（也許是所有）星系的中心都有個(gè)大黑洞，能量是由中心的黑洞吞噬物質(zhì)，甚至是吞噬整個(gè)恒星，而產(chǎn)生的。

由于某種原因，有些中央黑洞特別巨大，特別活躍，會(huì)產(chǎn)生特別泛濫的無線電波——比起我們自己那安靜而受人尊敬的星系，要多很多。在黑洞吵翻天的地方，我們就有了一個(gè)“活動(dòng)星系”的稱呼。

自然，一個(gè)活動(dòng)星系的核心也應(yīng)該發(fā)出強(qiáng)度異常高的光，而且這樣的核心會(huì)比星系的其他部分明亮得多。

早在1943年，美國天文學(xué)家卡爾·塞非（Carl Seyfert）觀察了一個(gè)帶有非常小的核，且非常明亮的奇怪星系。從那時(shí)起，也發(fā)現(xiàn)了其他此類星系，它們現(xiàn)在被稱為“賽非星系”。一些天文學(xué)家認(rèn)為，這些星系可能占到了所有星系的1%。

那么，類星體就可能是非常大或非常極端的塞非星系，它們非常遙遠(yuǎn)，只能看到令人難以置信的明亮中心，這使得整個(gè)天體看起來像一顆恒星。事實(shí)上，在最近的照片中，類星體周圍的暗星云顯示得更加清晰，我們對(duì)付的很可能就是明亮的塞非星系。

類星體距離我們都很遠(yuǎn)，沒有一個(gè)會(huì)少于10億光年的距離。一般來說，它們還要遠(yuǎn)得多。人們很容易認(rèn)為，類星體是我們宇宙中充滿活力的年輕人的產(chǎn)物，它們揮霍能量，很快就會(huì)將其耗盡。宇宙變老時(shí)，越來越多的類星體變暗，并平靜下來。新誕生的類星體越來越少，直到在過去的十億年里，一個(gè)也不存在了，也許未來也不會(huì)再出現(xiàn)了。

通過現(xiàn)代的探測(cè)技術(shù)，我們可以在很遠(yuǎn)的距離上看到類星體。但是，一定會(huì)存在一個(gè)，不再能看到它們的極限。

假設(shè)大爆炸發(fā)生在150億年前。在宇宙年輕的時(shí)候，可能有一些階段，能量主導(dǎo)著空間。而考慮到存在的光子的密集混合，空間是不透明的。隨著宇宙的膨脹和冷卻，能量凝聚成物質(zhì)，空間變得透明，最終形成了包括類星體在內(nèi)的星系。

如果我們透過光學(xué)、射電或其他任何形式的望遠(yuǎn)鏡凝視太空，我們最終會(huì)穿透到非常遙遠(yuǎn)的，也就是很久以前地方，除了那些不透明的霧霾（標(biāo)志著恒星和星系形成之前的宇宙），什么都看不見。我們會(huì)看到四面八方的霧霾，這標(biāo)志著“宇宙的盡頭”。

但超越霧霾之外，一定還有大爆炸本身，而我們應(yīng)該探測(cè)到來自爆炸的輻射。你可能會(huì)認(rèn)為，我們看到的應(yīng)該一種令人難以置信的，燦爛的輻射爆發(fā)。但它是如此之遙遠(yuǎn)，巨大的紅移把它全部都推入了無線電波區(qū)域。

1949年，加莫提出，來自大爆炸的無線電波輻射，應(yīng)該以同樣強(qiáng)度在太空的各個(gè)地方被探測(cè)到。美國物理學(xué)家羅伯特·亨利·迪克（Robert Henry Dicke）（1916年出生）接受了這個(gè)觀念，并將其進(jìn)一步推進(jìn)。

1964年，在迪克的幫助下，德裔美籍物理學(xué)家阿諾·艾倫·潘齊亞斯（Arno Allan Penzias）（1933年出生）和美國射電天文學(xué)家羅伯特·伍德羅·威爾遜（Robert Woodrow Wilson）（1936年出生）實(shí)際探測(cè)到了太空中的這種無線電波背景。這最有力地顯示出，確實(shí)發(fā)生過大爆炸。

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考慮到大爆炸的截止區(qū)域加上它周圍不透明的輻射霧霾，在極限范圍內(nèi)，我們能看到的最遠(yuǎn)的東西是什么呢？

1965年，馬爾滕·施密特（Maarten Schmidt）發(fā)現(xiàn)，類星體3C9有巨大的紅移，它必定距離我們105億光年，并以每秒24萬公里的速度遠(yuǎn)離我們。這是光速的80%，似乎不太可能有比這更遠(yuǎn)的天體了。

1973年，類星體OQ172的紅移得到了確定，發(fā)現(xiàn)它離我們115億光年。(順便說一下，這意味著宇宙不可能只有100億年的歷史，除非紅移被解釋為，根據(jù)哈勃公式計(jì)算的距離以外的其他東西——一些天文學(xué)家懷疑可能是這樣的。然而，他們只是少數(shù)派，即使有時(shí)聲音很高，仍然還是少數(shù)派。)

1973年之后，發(fā)現(xiàn)了大約1500個(gè)以上的類星體，但沒有一個(gè)明顯超過OQ172的記錄。

天文學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)養(yǎng)成了一種習(xí)慣，在發(fā)射天體靜止時(shí)，根據(jù)譜線位移與原來位置的百分比來衡量紅移。將百分比除以一百，因此如果一條譜線位移為百分之100，紅移為1；如果有百分之200的位移，紅移為2；以此類推。

OQ172的紅移大約是3，但在1987年，記錄被打破了。天文學(xué)家們利用新技術(shù)掃描了天空，并選擇靠近南銀極的地方。這些區(qū)域盡可能遠(yuǎn)離銀河系，這樣不會(huì)被灰塵遮擋，裝置可以穿透到非常深的空間。通過這種方式，又發(fā)現(xiàn)了14個(gè)紅移大于3，2個(gè)紅移大于4的類星體。事實(shí)上，現(xiàn)在已知的紅移高達(dá)4.43。

天文學(xué)家不知道是否還會(huì)發(fā)現(xiàn)更高的紅移，如果能，天文學(xué)家會(huì)發(fā)現(xiàn)自己處于一個(gè)尷尬的境地，因?yàn)樽钚碌男窍敌纬衫碚摫砻?，它們最初形成的時(shí)間相當(dāng)于數(shù)值為5的紅移。如果發(fā)現(xiàn)更高的紅移，天文學(xué)家將不得不建立星系形成的新理論。（譯者之言：2020年，中國臺(tái)灣的天文學(xué)家觀察到了紅移高達(dá)6.62的類星體。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，類星體有超光速現(xiàn)象，而有人認(rèn)為這只是一種宇宙假象。如果真有超光速的現(xiàn)象，我們現(xiàn)在的很多理論都會(huì)被顛覆。借用阿西莫夫先生在《宇宙的奧秘》中的一段話“宇宙中任何未被了解的部分，和科學(xué)研究中任何尚未被解決的部分，與已被了解和已被解決的部分相比，無論多小，它們都包含著原始的復(fù)雜性。因此，我們永遠(yuǎn)都無法將其窮盡。無論我們走多遠(yuǎn)，前方的路還是會(huì)和開始的一樣長(zhǎng)，這就是宇宙的奧秘”，人類對(duì)宇宙的認(rèn)知過程看來是無窮盡的。）

事實(shí)上，由于另一個(gè)不涉及類星體的遙遠(yuǎn)的發(fā)現(xiàn)，無論在什么情況下，我們都可能會(huì)遇到麻煩。畢竟，類星體是一種非常特殊的星系，可能并不能代表整體。我們能看到多遠(yuǎn)的普通星系呢？

這里遇到的問題是，普通的星系比類星體要暗得多，因而更難被發(fā)現(xiàn)。不過，現(xiàn)在有了一些新的技術(shù)，可以識(shí)別出非常暗的天體，可以讓我們看到那些，僅僅幾年前我們還無法看到的東西。

美國天文學(xué)家J·安東尼·泰森（J.Anthony Tyson）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)，利用智利的一個(gè)大型射電望遠(yuǎn)鏡和一種叫做“電荷耦合裝置”的東西，記錄了這些圖像。

他們選擇了天空中的12個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的尺寸大約為3弧分乘5弧分，這樣每個(gè)區(qū)域大約是滿月尺寸的1/200，所有12個(gè)區(qū)域加在一起，是滿月尺寸的1/17。這12個(gè)區(qū)域的天空遠(yuǎn)離銀河系，其中沒有任何明亮的恒星或星系。它們看上去基本上是空白空間。

然而，新技術(shù)在這些“空白空間”的每個(gè)樣本中，發(fā)現(xiàn)了多達(dá)1000個(gè)模糊的天體。在所有12個(gè)樣本中，大約有25000個(gè)天體。

這些模糊的天體不像恒星那樣是點(diǎn)光源，它們也不夠明亮，不足以成為類星體。給人的感覺是，它們就是普通的星系，或者至少是“原始星系”。由于在所有12個(gè)區(qū)域都有這些原始星系的聚集，所以它們也應(yīng)聚集在各個(gè)地方，天空中可能有200億個(gè)這樣的原始星系。

這些天體處于“混亂的極限”。也就是說，如果還有更遠(yuǎn)的天體（或者我們還能看到更暗的天體）的話，它們就會(huì)重疊，根本不會(huì)作為單獨(dú)的天體被看到。

這些原始星系中較亮的紅移范圍在0.7到3之間，可以得到它們的距離在70到114億光年之間。也許其中有些天體的紅移會(huì)達(dá)到4以上，這可以追溯到大爆炸后僅10億年左右的時(shí)間。

為什么它們?nèi)绱司o密地聚集在一起呢？如果我們朝任何方向看出去100億光年的距離，我們看到的可能是一個(gè)，體積只有當(dāng)前宇宙4%的宇宙。這個(gè)時(shí)期的宇宙中，星系的平均距離只有今天的1/25，所以它們自然會(huì)緊密地聚集在一起。

當(dāng)我們?cè)诓煌姆较蛳蛲饪磿r(shí)，我們看到的是，巨大的原始星系外殼，圍繞著我們宇宙。而我們實(shí)際上是從不同的角度，看到同樣的一個(gè)小宇宙。

然而，如果遙遠(yuǎn)的原始星系真的存在——如果它們不是儀器或解釋中，出現(xiàn)的一些難以置信的錯(cuò)誤造成的話——它們就告訴我們，在大爆炸后僅十億年，星系就開始了其形成過程，并在此后大約50億或60億的時(shí)間，以漸進(jìn)的速度最終形成。

由于目前關(guān)于早期宇宙發(fā)展的理論，傾向于設(shè)想星系稍晚形成，是在一次大爆炸中開始和形成的，所以我們對(duì)宇宙的看法似乎必須改變。這可能是非常令人興奮的，因?yàn)槲覀冏罱K應(yīng)該得到一幅更好、更令人滿意的宇宙畫面，以及一幅更接近真實(shí)的畫面。（譯者之言：關(guān)于宇宙的年齡，最新的估算為137.7億光年，誤差不超過4000萬年）

（作者：艾薩克.阿西莫夫（Isaac Asimov），譯者：勁松）