前面提到，时间越早，宇宙越热。早期的宇宙像一锅热汤一样。

和理解早期宇宙相比，我们或许对煮一锅热汤更熟悉一些：高温下可以把汤里的东西煮得更“烂”一点，比如可以把骨头和肉都煮得分开了。如果温度很低，例如用凉水泡，它们是不会分开的。

早期宇宙也是如此。早期宇宙的温度，曾经高到连原子核和核外的电子，都能被“煮”得分离开来。这样原子核和电子可以分别运动，而没有被束缚在一起的状态叫等离子状态。

在这种等离子状态的物质中，光不能自由传播。

这是因为，电子可以通过电磁场来改变光的运动。好比每个电子是一把剑，砍到光的时候，光就被迫改变了运动方向与能量。

不过，随着宇宙膨胀，宇宙这锅“热汤”的温度降低了。本来由于高温无法结合的原子核和电子，终于结合在了一起，有点像一锅肉汤冷了以后成了皮冻。

当原子核和电子结合成了电中性的原子之后，原子核和电子的电磁场彼此中和。这就好比本来自由飞来飞去的飞剑，都被套上了剑鞘。这样，电子就不再频繁地迫使光改变运动方向与能量。也就是说，宇宙中第一束自由传播的光诞生了！这个时候，宇宙已诞生了40万年。

这些自由传播的光，除了少量与后来的天体发生散射，大多数都在宇宙中畅通无阻。这些最早的光（也就是辐射）传播到现在，像无所不在的背景一样遍布宇宙。所以这些最早的光叫作宇宙的微波背景辐射。

1964年，贝尔实验室的工程师阿诺·彭齐亚斯（Arno Penzias）和罗伯特·威尔逊（Robert Wilson）致力于降低微波通信的噪音。他们设计了最灵敏的天线，并且确保天线在最佳条件下工作（例如拆除了天线里鸽子做的窝）。可是，他们还是没法把噪音降低到理想的程度。他们沮丧地向物理学家抱怨他们的遭遇。而物理学家兴奋地告诉他们，他们其实已经做出了一个重要的科学发现—发现了宇宙中最早的光。人类就这样发现了微波背景辐射。(www.daowen.com)

我们的地球在宇宙中可以看成一个微小的点。我们看到的各个方向的微波背景辐射，追溯到宇宙年龄只有40万年，也就是微波背景辐射发出的时候，组成一个球面（考虑到光速是一个常数）。

微波背景辐射从宇宙只有40万岁的时候发出，所以携带了宇宙早期的信息。不仅如此，通过仔细研究微波背景辐射里的蛛丝马迹，科学家还可以研究更早期的宇宙—甚至宇宙刚诞生10的负30次方秒的时候，宇宙处于什么状态。

怎么通过40万岁的宇宙来研究更早期的原初宇宙呢？其奥秘隐藏在下面的一张图里。

图2.10　近30年来微波背景辐射实验的进展

图上的颜色指微波背景辐射沿各方向的微小温度变化。我们可以明显看到，近期的微波背景辐射实验得到了比以往分辨率更高的结果。

图2.10是微波背景辐射的温度随方位的微小变化。我们以较近的数据（图的右半部分）为例，仔细观察，我们可以看到微波背景辐射上是存在关联的。如果一个点“红”一些，这个点周围的点也较大概率红一些。宇宙中为什么会出现这种空间不同位置上的关联呢？

温度涨落在较小尺度上的关联可以用宇宙40万岁左右时候的物理状态来解释。但是，温度涨落在大尺度上的关联则暗示着宇宙拥有一个非同寻常的婴儿时代。在后文讨论星系的来源时，我们将看到宇宙的婴儿时代究竟为何非同寻常。