宇宙是什么

4. 光和无线电波无法通行的“厚墙”

  虽说如此，但也并非完全没有办法去“观察”黑暗时期的宇宙。

  黑暗时期的宇宙中虽然没有可见光，但只要存在氢原子，就会释放出无线电波。如果能捕捉到这种无线电波，那么按照绘制暗物质地图的方法，我们也能调查出黑暗时期宇宙的原子分布情况（存在于何处以及有多少）。虽然这一想法目前仍然处于计划阶段，但我们“看见”黑暗时期宇宙的时刻迟早会到来。

图2-2 宇宙的历史

  不过，令人遗憾的是，这里的“看见”是有极限的。通过捕捉氢原子的无线电波的观测方法，最远只能看到宇宙诞生后38万年左右的样子。这是因为更早期的宇宙非常炽热，原子无法维持自身的状态，其原子核与电子是分散存在的。

  当某个空间是“炽热”状态时，其内部便充满了能量。反过来说，能量越高也就越热。例如，在我们感到“寒冷”的日子里，空气中的原子的活动是缓慢的；当我们感觉“炎热”的时候，由于空气中的能量很高，所以原子的活动非常活跃。

  另外，诞生不久的宇宙并非用“热”就能简单形容。那时的宇宙如同一个“火球”，其中存在各种以高能状态剧烈运动的粒子。在这种情况下，原子核与电子无法稳定下来组成原子。

  原子核与电子组成原子时，原子核带正电，电子带负电，它们彼此的电荷相互抵消，从而使得原子呈电中性。但是，如果原子核与电子都是自由状态的话，那么它们就都带电了。在各种自由运动的粒子交织的空间中，光和无线电波等电磁波是无法径直通过的，因为电磁波会与带电粒子发生碰撞。这恰如光被雾中的粒子反射，进而无法穿透雾一样。

  这种弥漫着自由粒子的空间，就是宇宙诞生38万年后的“厚墙”。宇宙更早期的光和无线电波都无法穿透这面“厚墙”。所以，无论我们如何努力都无法观察到更早期的宇宙。

  自400多年前的伽利略时代以来，人类不断提升望远镜的性能，并观察到了更加遥远的宇宙。如果用“衔尾蛇”来类比，这就相当于身处“衔尾蛇”躯体的正中间部分的人类，在试图观察蛇头。

  不过，蛇的喉部附近却有一面无法逾越的厚墙，因此我们无法看见蛇头和嘴的情况。我们尝试探索宇宙这条“蛇”的全貌，却在距离真相一步之遥处被迫停住了脚步。