探索宇宙的科学家，撞上了一堵朝各个方向无限延伸的“墙”

它把很多宇宙的终极奥秘挡在了身后。

宇宙演化时间线。宇宙大爆炸后约38万年时产生的微波背景，是一道难以逾越的光墙。NASA / JPL-Caltech / A. Kashlinsky (GSFC)

宇宙中有一堵朝各个方向无限延伸的墙——宇宙微波背景。它是宇宙创生时留下的余晖，是一堵光之墙，也把很多宇宙的终极奥秘挡在了身后。

在这堵墙背后，有着太多与宇宙极早期有关的故事——基本粒子的出现、首批原子核的诞生，以及在能量和物质波动的推动下星系和超大质量黑洞的诞生等。但这一切对于我们来说都是不可见的。

这是因为当我们遥望宇宙，追溯其久远的历史，最多只能看到宇宙诞生38万年后的景象。在此之前，宇宙处于极度致密、极度炽热的状态。那个时候，光还无法在宇宙中自由穿梭。

而当宇宙膨胀，辐射冷却成了微波，所有与那个时候有关的信息，也都被挡在了这堵墙背后。

不过尽管我们永远也无法直接看到这堵墙背后的东西，科学家仍希望通过间接的方法获取墙后的信息。

例如近日一些科学家又对未来该如何实现这个目标进行了探讨。

部分学者认为，我们可以通过探测微弱的X射线，寻找隐藏在这堵墙背后的线索。

所谓“宇宙大爆炸”，和人们通常的认识有所不同，它的实质是时空的膨胀。

早期宇宙的密度波动，可能会引发宇宙的局部性爆发。这些爆发可能会埋下超大质量黑洞的种子，并同时引发一连串基本粒子的诞生。

这些粒子总是以正反物质对的形式出现，因此爆发区总是充满了电子和正子。而当它们湮灭时，便会产生X射线和其他高能光子。

宇宙因此在微波背景之外，又有了所谓的X射线背景。但X射线背景并非源自“宇宙大爆炸”，而是由各种天体物理过程产生并混合在一起的一种“交响”。

这种“交响”通常是由各种较低能X射线，也就是所谓“软”X射线构成，表现得相当均匀。如果其中有异常的峰值，则意味着有值得关注的爆发事件。

天文学家若能借助比现有技术更先进的X射线望远镜，或进行更长时间的观测，或许就能够对这些现象进行更加深入的研究。

也有科学家认为，早期宇宙中还存在另外一种爆发事件。除了正反物质级联反应产生的高能光子，早期宇宙的局部爆发还会释放出高能中微子。

中微子又被称为“幽灵粒子”，它们与物质的相互作用极弱，因此能够首当其冲地穿透各种屏障。

1987a超新星爆发事件曾让科学家体验到中微子的这种能力——爆发发生时，来自超新星核心的中微子比光先到达地球——并不是它们跑得比光还快，而是它们具有穿透几乎一切的能力，光子却很容易被困住。因此它们在超新星核心完全炸开、光子脱困之前，就已经逃了出来。

由此可知，如果在宇宙诞生38万年后这堵光墙形成之前，就已经发生过一些局部性爆发，那么当时产生的中微子可能会先于光子逃逸。

如果我们能够绘制宇宙的中微子背景，或许就能发现那些来自非天体物理源的峰值区。这些峰值区会在中微子背景中显得相当突出。

这是一个巧思，唯一的遗憾是，以人类当前的技术能力，尚无法绘制这样一幅中微子背景——因为这种“幽灵粒子”实在太难探测了。科学家用了九牛二虎之力，也才能勉强探测到它们，且每次只能捕捉到零星几个。

不过谁能预料呢？也许人类最终还是能够把聪明才智都用在正确的地方吧。

参考

Positron Signal from the Early Universe

https://arxiv.org/abs/2506.10131

Signals of Bursts from the Very Early Universe

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae01a4