如果我們的宇宙（讓我們只談論這個可見宇宙）在過去曾經更小，你如何才能證明？真正的時光旅行不是一個選項，但你能夠看到過去。
現在，你應該已經習慣於這個事實：當你看到從距離幾十億光年外的恆星上射來的星光時，你看到的是它們在幾十億年前的樣子。你看到的是過去。因此你能夠檢查當時的宇宙是否更小，或者，從到達你處的光線裡尋找線索。
然而，這並不容易，特別是要從我們所看到的宇宙邊遠處理解這些信息。
解決這個問題的最好方式莫過於先找出我們可以預期什麼，然後再檢查預期與現實是否相符。這就是理論物理學家們的工作（至少，這是他們有時候應該干的活）。
現在，讓我們在通過望遠鏡觀察之前，先看看我們能夠得到哪些推論。
你回到了熱帶小島的沙灘上。
夜已很深，但你沒有仰望星辰，你小心謹慎地再次確認沙灘上只有你一個人後，開始自言自語，邊說邊想，在大腦裡創建宇宙過去的畫面……「如果宇宙在膨脹，那麼它在過去肯定比現在小。」
「行。」
「而且，如果它在過去比現在要小，那麼它的引力，或者說那時它在時空所造成的彎曲，要比現在更顯著，因為它所有的質量與能量被包含在一個更小的體積裡。」
「不管怎樣，這是愛因斯坦的方程式告訴我們的。」
「好。」
「那個時候，時空開始膨脹，基於某種原因，宇宙開始膨脹了。它一開始很小，非常緻密，充滿了質量與能量，然後，經過一百三十八億年的膨脹，它變成了今天的模樣，有了地球，以及你在你小島上空可以看到的恆星們。」
「如果過去宇宙還小，那就是正確的圖景。」
「當時緻密的是質量還是能量實際上沒有什麼差別，因為質量與能量對於時空的幾何學有著相同的影響。這也是愛因斯坦說的。」
「至此為止，一切都好。」
「現在，如果所有的能量都集中在一個很小的體積裡，那麼肯定有很多摩擦或其他事件發生，早期的宇宙肯定非常熱。」
聽起來還合理？是的，而且你也不是第一次得到這個結論。
接下來，你可以從上面得到兩個推論：
第一個是，那時候的宇宙如此緻密，就算認為那時候所有的光都無法從中穿過也不算可笑。
「光無法從中穿過……唔……那個聽起來就像一道牆……」
的確如此。你是對的。
做得好。
如果宇宙膨脹模型是正確的話，這樣一個地方必須存在。現在，這樣一個地方的確存在。你見過它的表面：臨界最後散射面。它限制了我們所能看到的宇宙。
你所做的一切非常出色。
你剛經歷了一個物理學家夢寐以求的經歷：從純粹的邏輯出發，利用愛因斯坦的方程式和你離開沙灘後所見到的宇宙，你得出一個推論：一道光無法透過的牆應該存在於我們的過去，而且能夠被看見……而且這道牆的確存在。我們已經通過實驗探測到它，你會看到，甚至它已被標記出來。
我理解，讀到這裡，你並沒有覺得自己革命了我們關於宇宙的看法，那是因為你在推理出這道牆之前已經見過它了。你沒有為試圖證實它的存在而花費二十年工夫，早在任何人見到它之前。對於那些搜尋它的人們來說，這道牆被證實存在讓他們欣喜若狂。
如何被證實的呢？
好了，你又開始踱步思索，你意識到一個問題：那道你在當今我們可見宇宙邊緣所見到的牆與你剛才想像出來的牆有些不匹配，是不是？那道真實的牆，我們的望遠鏡所探測到的那道牆，很冷，但它應該是很熱的。
多熱？
有人的確利用愛因斯坦的方程式計算過它應有的溫度。他們的結論是一個比較大的數字：大約3000°C。他們發現，整個宇宙，在我們的宇宙變得透明時，應該有那麼熱。
你在天空中看到的那道牆卻沒那麼熱。
那是個問題。
你有沒有忘了什麼？
你是不是想過，你推斷出存在著一個很熱的過去，是因為有著時空的膨脹，宇宙中可見的部分隨著時間長大，如同你的朋友們在天空裡證實的一樣？那種膨脹會不會對溫度產生影響？
是的，不僅僅是會，而是必定。這改變了一切。
去用一下你廚房裡的烤爐。將它加熱，裡面的空氣變熱了。將火爐關掉，想像這只烤爐突然膨脹，變成一整幢房子那麼大。它內部的溫度與它在微小體積時相比會大大降低。
美國科學家喬治·伽莫夫(George Gamow)、拉爾夫·阿爾弗(Ralph Alpher)與羅伯特·赫爾曼(Robert Herman)在一九四八年就通過計算得出結論，由於宇宙的膨脹，剛才提到的3000°C高溫只有很小一部分遺留下來，從你那道牆上發出，充斥於我們整個可見宇宙。他們所預期的溫度是多少？大概在-260°C到-270°C之間，比絕對零度高3°C到13°C。
一九六五年，在伽莫夫與他的同事們作出猜想的十七年後，兩位美國物理學家亞諾·彭齊亞斯(Arno Penzias)和羅伯特·威爾森(Robert Wilson)在美國貝爾實驗室做著一個特別的工作。他們需要設立一個天線來接收氣球衛星的無線電回聲信號。這是份簡單的好工作，可是他們卻碰到了一個相當奇怪的障礙，他們在自己的信號裡一直聽到有種討厭的噪聲。為了消除這一干擾，對得起自己的工資，他們想出各種聰明的辦法檢查，尋找各種可能的工程錯誤，但情況毫無改善。不管他們採用什麼手段，噪聲依然還在，一點都沒有改善。最後實在找不到原因，他們只能懷疑是不是鴿子或其他什麼高飛的鳥類干擾了自己最靈敏的天線。雖然兩人都有很高的學術成就，但每天卻都將自己最多的時間花費在清潔儀器和咒罵那些會飛的動物上。可是噪音毫無改善的跡象，他們最後打電話給自己的理論物理學家朋友們求助。很快，他們便意識到自己就算嘗試一輩子都無法去除這個噪音。他們所聽到的噪聲不是那些飛鳥的禮物，它甚至都不是來自地球的「噪聲」。它是一種信號。一種溫度的信號，對應於-270.42°C的溫度。並且它們來自太空，來自所有地方。
伽莫夫、阿爾弗與赫爾曼預言過它們的存在，這是愛因斯坦方程式帶來的推論。它是我們宇宙最後不透光時刻的溫度殘留，一百三十八億年前凍結的留影，那時候我們比現在小許多的宇宙所含的質量與能量如此緻密，以至於光線都無法通過。
彭齊亞斯和威爾森用實驗證實了那個在當時一些科學家看來如此怪誕不經的理論的預言，要知道大爆炸理論名字本身就是當時最著名的教授之一，英國劍橋大學的弗雷德·霍伊爾(Fred Hoyle)為了嘲笑它而取的。
彭齊亞斯和威爾森在一九七八年獲得了諾貝爾物理學獎。他們發現了位於可見宇宙盡頭的臨界最後散射面所殘餘的熱量。這種輻射，熱大爆炸理論的鐵證之一，被稱為宇宙微波背景輻射。
彭齊亞斯和威爾森證實了大爆炸理論找對了方向。
那麼，為什麼這種輻射被稱為「微波」？
答案又一次與宇宙的膨脹有關。
當宇宙變得透明時，也就是最後散射時所透出的光實際上是可見的，而且含有各種顏色、能量與頻率，但現在它們已經無法被我們的眼睛所見——它們被散射掉了。
你還記得光波的顏色與能量取決於兩峰之間的距離嗎？經過時空長達一百三十八億年的拉伸，這束光的顏色開始是靛色，然後變藍、變綠、變黃、變橙、變紅……接著就變得無法被我們的眼睛可見，變成紅外線，後來是無線電波，最後是微波。
我們現在就在這個階段。當光可見時，那裡很熱，現在可見光已經變成——經過一百三十八億年的膨脹之後——-270.42°C的微波冷光。
隨著這個證據被發現，大爆炸理論突然不再是一個笑話了。
但這個理論意味著什麼呢？是不是可以理解成我們的宇宙被創造於臨界最後散射面？
不是的。
在上一章裡你已看到，那個表面，作為在地球上的我們所見到的宇宙盡頭，對於不在地球上的觀察者來說沒有什麼特別意義：他們有他們自己的臨界最後散射面。
那麼對於我們來說呢？
如果宇宙並不是誕生在那裡，它後面就一定還會有東西。
那會是什麼東西呢？我們知道嗎？就是大爆炸嗎？
從某種意義上說，是的。
大爆炸位於那個表面之後。
但並不緊貼著臨界最後散射面。
它發生在三十八萬年之前。
比宇宙變得透明早三十八萬年。
臨界最後散射面的另一邊（或者之外，或者之前），後來變成我們可見宇宙的東西可被形容為一團由物質、光、能量與曲率混合在一起的湯，越來越緻密，越來越熱。很快你就會去那裡旅行，親眼看看。但現在，就讓我們先相信你進入那道牆後面越遠，到達我們宇宙的更早部分，所有一切會變得越極端化。走到太遠之後，你的周圍一切都已不符常理。就連時間與空間都過於糾纏，連愛因斯坦的方程式都已不再適用，無法描述那裡所有的一切是什麼以及是怎麼發生的。
在這種情形下，理論物理學家們就到了一個對於所有一切都無話可說的地方，這個時間點被認為是我們所認識的時間與空間的誕生點。根據我們將在本書中使用的定義，這個點在大爆炸之外。
到達這個地點並找出大爆炸究竟是什麼，是你在本書第五部分中的任務。
在第七部分，作為你最後的旅程，你將走得更遠，前往時間與空間誕生之前。
為什麼不現在就去看看？
那是因為現在，你需要停下來花幾秒鐘調整你的呼吸，並祝賀一下你自己。
從你第一次登上月球以來，你已收穫許多，你學到了關於宇宙的許多事實，那些你的祖輩們絕對無法想像的事實。
你知道了我們宇宙的構造是空間與時間的混合，它不僅被自己所包含的東西所塑形，還能隨著自己的幾何學及內容物一起演化。
你瞭解了它體現在各種標準上的巨大，甚至大過了我們所能看見，我們無法知道它的形狀，也無法知道它的廣度。
我們可見的現實世界現在的確很大，但並非一直如此。
你知道我們的宇宙有著自己的歷史，還很可能有著自己的開端，大約在一百三十八億年前，隱藏在一個不透光的表面之後。
你還知道它從一開始就一直在膨脹，每分鐘都會變得更大一些。
你應該為自己弄清了這一切感到自豪。
那為什麼不直接進到我們宇宙的開端呢？
一個理由是你或許應該試圖先搞清楚我們宇宙所包含的到底是什麼。沒有這個知識，你就沒有機會揭示我們宇宙最深的秘密，既無法瞭解它的開端，也無法瞭解它的最終命運。
「好吧，讓我們馬上開始！」你對自己喊道，大睜雙眼。
海洋上吹過一陣微風。月正圓，它圓形的表面反射著陽光，給你的小島罩上一層銀光和暗影。幾隻海龜從海裡小心翼翼地爬上岸，在沙灘度過它們的夜晚，如果時機恰好的話，或許還會下蛋。
你感覺很妙。
「我會回去的！」你對著星星們大聲說道。
但你現在有了同伴。
你聽到自己身後的竊竊私語，轉過頭去，眼前是正與你的阿姨爭論著的你的朋友們。
他們聽見你一個晚上都在沙灘上自言自語，決定最好讓你提前離開，最早回家的飛機再過幾小時就要起飛，他們說，你應該回去整理行李，再休息一下。
你的喊叫、抗議、冷靜的反對及關於自由的演講並不能讓他們改變主意。
你要被送回家了。
不過，儘管你對自己不得不離開海洋、小鳥、清風感到悲傷，但讓我告訴你：你在現代科學中的旅途才剛剛開始。
如果你想知道：未來十億年裡，這張留影將依然存在，只會退得更遠，因此變得更暗。在幾千億年後，它將無法被觀測到。所以很久很久以後的將來，我們的後代將無法給他們自己證明我們的宇宙始於一次大爆炸。
臨界最後散射面的名字來源於：當光（比如說，光子）擊中電子時，它會散射。在一道牆前，光一直從物體表面散射。物質緊密堆積時，散射連續發生，因此光無法前進。所以那時的宇宙是不透明的。但當宇宙膨脹到不那麼緻密時，終有一天，光可以自由穿過。也就是它們最後一次被散射，產生了我們歷史上的臨界最後散射面。這是你的牆。從那以後，光才能被我們接收到，經過一百三十八億年的旅行，這些光才被彭齊亞斯和威爾森檢測到。