宇宙是何時(shí)、又是如何誕生的？它如何變成我們所見的這樣？它將如何結(jié)束？

人類自始以來一直都在討論這些問題，但是向來沒有明確的結(jié)論。如今，宇宙學(xué)家正努力尋找答案。

但是，對于如此深刻的問題，如何能期望得到確定的答案呢？還有，要如何才可能探索和研究宇宙這般大的事物呢？要知道我們永遠(yuǎn)無法到達(dá)宇宙中的大部分地區(qū)。

答案是光。雖然來自宇宙中遙遠(yuǎn)區(qū)域的光需要數(shù)十億年才能到達(dá)我們這里，但是這些光攜帶了六種獨(dú)特的信號，如果將這些信息整合起來，天文學(xué)家就可以從中揭示出大量的信息，而天文學(xué)家知道如何去尋找這些信號。就像太陽光可以被分離為我們所熟知的彩虹，分離來自遙遠(yuǎn)天體的光也能發(fā)現(xiàn)不同的顏色模式，這種模式取決于光的源頭。這一獨(dú)特的光條形碼不僅可以揭示天體的化學(xué)組成，還可以告訴我們其各部分的溫度和壓力。

我們還可以從光里發(fā)現(xiàn)更多。如果你曾站在一個(gè)火車站臺上，可能會發(fā)現(xiàn)不同方向的火車聽起來不同，當(dāng)火車朝向你時(shí)聽起來音調(diào)較高，而遠(yuǎn)離時(shí)聽起來音調(diào)較低。但是這不是因?yàn)榛疖囁緳C(jī)在玩。而是由于多普勒效應(yīng)，接近中的物體所發(fā)出的聲波會被壓縮，而遠(yuǎn)離中的物體所發(fā)出的聲波會被拉長。

可是，這和天文學(xué)有什么關(guān)系？

聲音無法在真空中傳播。在太空中，沒人能聽到你的呼喊！但是，當(dāng)光源以特定的速度運(yùn)動時(shí)，其發(fā)出的光也有多普勒效應(yīng)。如果光源朝我們移動，光的波長會變短，使其變得更藍(lán)。當(dāng)光源遠(yuǎn)離我們時(shí)，光的波長會變長，使其趨于紅色。

因此，對于任何通過望遠(yuǎn)鏡所觀測的天體，我們可以分析其帶有多普勒效應(yīng)的顏色模式，由此可知天體的成分、溫度和壓力，同時(shí)可知它是否運(yùn)動、運(yùn)動的方向和運(yùn)動速度。這六種量度，就像光的六個(gè)點(diǎn)，揭示了宇宙的歷史。第一個(gè)研究來自遙遠(yuǎn)星系的光的人是埃德溫·哈勃，他所觀測到的光是被紅移的。遙遠(yuǎn)的星系都在遠(yuǎn)離我們，越遠(yuǎn)的星系其遠(yuǎn)離速度越快。哈勃由此發(fā)現(xiàn)了宇宙正在膨脹，這也是大爆炸理論的第一個(gè)證據(jù)。除了說可見宇宙從一個(gè)密度極高的點(diǎn)開始持續(xù)膨脹以外，這一理論的重要預(yù)言之一是早期宇宙只有兩種氣體：氫氣和氦氣，其比例約為三比一。這一預(yù)言也可以通過光來驗(yàn)證。

如果我們觀測來自宇宙中一個(gè)遙遠(yuǎn)而安靜的區(qū)域的光，并把它分離開來，我們的確發(fā)現(xiàn)了這兩種氣體所留下的信號，且呈現(xiàn)正確的比例。大爆炸理論的又一勝利。然而，還有很多疑問。雖然我們知道可見的宇宙正在膨脹，但引力會踩下剎車。但是針對來自遙遠(yuǎn)的瀕死恒星的光的測量告訴我們它們比預(yù)想的還要遠(yuǎn)。因此，宇宙膨脹實(shí)際上正在加速。看來有什么東西正在推動它，很多科學(xué)家相信這是暗能量，暗能量構(gòu)成了2/3的宇宙，并在緩慢地撕開宇宙。

我們對于物質(zhì)行為的知識以及我們的儀器所具有的精度，意味著僅僅通過觀測遙遠(yuǎn)的恒星就能告訴我們宇宙的很多故事，遠(yuǎn)超我們過去的想象。但是還有其它未解之謎，比如暗能量的本質(zhì)，至今我們還是一無所知。