探寻宇宙的尽头
哈勃太空望远镜拍摄的宇宙深处
宇宙学的基石崩塌
在极遥远的未来，居住于此超级星团中的天文学家将如何描述宇宙的历史呢？要能够好好地思考这个问题，必须先回顾一下我们目前对宇宙的理解是建立在哪些基础之上。
首先是爱因斯坦的广义相对论。牛顿的万有引力理论作为大部份天文学的基础，已有将近300年的历史，它非常适用于预测从地球到星系尺度范围内的天体运动，但对无限大量的物质却完全无能为力。广义相对论克服了这个限制。在爱因斯坦于1916年发表他的理论后不久，荷兰物理学家德西特(WilliamdeSitter)研究一个包含了宇宙常数的简单宇宙，并得出该模型广义相对论方程式的解，重现了当时对于宇宙的主流观点：一个镶嵌于广阔的空无与静态空洞中的岛星系。
宇宙学家很快就理解到德西特宣称的静态宇宙是个错误的解读。事实上，德西特的宇宙会永不停歇地膨胀，如同比利时物理学家勒梅特稍后的清楚解释，爱因斯坦方程式所预测的无限、均匀且静态的宇宙，根本不可能存在；宇宙一定会膨胀，或者收缩。后来的大霹雳理论，就是衍生自这个解释。
现代宇宙学的第二个基础，来自于天文学家在1920年代观测到的宇宙膨胀。第一位提供宇宙膨胀观测证据的人是美国天文学家斯里佛(VestoSlipher)，他利用恒星光谱来测量邻近星系的速度。当恒星朝向地球运动时，光波波长会遭到压缩而缩短，使得光色偏蓝。当发光体远离地球时，光波长则会被拉扯变长，使光色看起来偏红。透过测量遥远星系发出的光波是被拉长或压短，斯里佛可以得知那些星系远离或接近我们的速度。(当时天文学家尚不确定那些我们称为“星系”的模糊发光区域，究竟是一些独立的恒星聚在一起，或只是位在我们星系内的云气而已。)斯里佛发现大部份星系都离我们而去，我们似乎就坐在膨胀区域的中心。
真正被视为宇宙膨胀发现者的并非斯里佛，而是美国天文学家哈伯(你什么时候听过斯里佛太空望远镜的大名呢？)。哈伯不仅测定了邻近星系的速度，也量得它们的距离。从他的测量数据推演出来的两项结论，使他留名青史。首先，哈伯证明了那些星系离我们非常远，所以它们其实如银河系一般是独立恒星的聚集。其次，他发现星系远离我们的速度直接正比于它与我们的距离；离我们两倍远的星系之速度，是离我们一倍远的星系速度的两倍，这正是宇宙膨胀呈现出来的效应。自那时起，哈伯的测量便不断被重新修订。最近的一次是透过观测遥远的超新星的方式，该项观测让我们发现暗能量。
第三个基础是微弱发光的宇宙微波背景辐射，那是1965年贝尔实验室的潘琪亚斯(ArnoPenzias)与威尔逊(RobertWilson)在追溯无线电波噪声原因时，无意间发现的。这种辐射很快地被确认是宇宙膨胀的早期阶段所遗留下来的，它代表宇宙刚开始是处于高热致密的状态，然后因膨胀而冷却、变得稀薄。
最后一个大霹雳的观测基础是，高热致密的早期宇宙是发生核融合的理想处所。当宇宙的温度到达绝对温度10亿至100亿K时，较轻的原子核会融合成较重的原子核，此过程称为大霹雳核合成作用。由于宇宙因膨胀而冷却，这个过程只会发生在最初的数分钟内，所以核融合只能产生最轻的几种元素。宇宙中大多数的氦是在那时产生的，氘与重氢也是。目前测得的氦与氘之丰度，符合大霹雳核合成作用的预期，成为大霹雳理论的左证，也让我们能够精确地量测宇宙间质子与中子的丰度。
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