来自200多万年前的光
如果你想对无限
有所感触，可以找一个万里无云的夜晚走到户外，举头遥望星空。请你务必放下手机、电子阅读器或其他电子设备，找一个远离强光的地方，使你的眼睛逐渐适应黑暗。当你来到这样一个地方后，请你抬起头来，在天空中寻找到尽可能多的光点。你看到的一些光点是我们所处的太阳系中的行星，例如火星或木星，它们反射的光源来自太阳。
另外一些光点则是恒星或恒星系，例如太阳，其依靠自身发光产生光源。你可以安静地站一会儿或坐一会儿，用心去思索你看到的星光。这种构成光的微粒子被称为光子，在触达你的双眼之前，这些光子历经了漫长的太空之旅，也许是几百年、几千年，甚至是数百万年。它们最终穿越太空结束了旅程，触达你的双眼，来到你的身边。
在太空的真空环境下，光可以以每秒186 000英里的速度行进。在一个阳光明媚的日子里，普照世界的阳光从太阳出发直至触达你的肌肤，给你留下日晒的印记，需要以每秒186 000英里的速度行进8分钟。既然你已置身户外，遥望夜空，就让我们畅想一下太阳系中最大的行星——木星所反射的光芒。
木星通常是夜空中最亮的天体之一，由于它的体型巨大，因而其反射的太阳光也非常之多。当木星与地球的相对距离最近的时候，其距离地球只有3.65亿英里多一点。在这个距离下，太阳发出的光到木星大约需要41分钟，而从木星反射的太阳光到你的眼睛大约需要33分钟——全程总计约74分钟。
海王星是八大行星中距离太阳最远的行星，由于距离极其遥远，海王星上反射的太阳光线抵达你的双眼需要大约4小时。当然，与系外恒星的距离相比，地球与行星之间的距离算是非常短的。
如果你住在大城市里，即便是在晴朗的夜晚，你能看到的光线大概也就是这个范围：路上的街灯和汽车灯光，你周围的楼宇和千家万户散发出的光线。此外，再加上空气中的湿度影响，城市里的人几乎不可能欣赏到乡村地区黑夜里出现的璀璨星空。由于远离文明带来的光污染，普通人都可以在乡村的夜空中看到约2 000颗恒星。
对住在南半球的人来说，距离最近且最容易看到的恒星是半人马座阿尔法星A和B。这两颗恒星发出的光线需在太空中穿行4年多的时间才能到达地球，最终触达你的双眼。4年多的时间！而这两颗恒星还是距离我们相对较近的。为了在探讨这种超远距离时更加便捷，天文学家将光在一年内穿行的距离称为光年。以此为单位，半人马座阿尔法星A和B与太阳系之间的距离是4.35光年（ly）。
假设我们仅限于以裸眼观察星空，我们或许能看到比半人马座阿尔法星A和B更遥远的星体，但这样就注定会错过一幅更宏大的星图——那就是我们所生活的宇宙。
早期的望远镜帮助人类观测到了行星所反射的光，同时也发现了行星是与地球类似的既大又圆的星体，它们只是在更遥远的地方环绕太阳运行。在望远镜的帮助下，人类还观测到了更多裸眼难以分辨的星体，其中包括一些形态模糊，呈螺旋状的星体，我们通常称其为“星云”。
法国天文学家查尔斯·梅西叶（Charles Messier）满怀对天文学的热爱，给星云和星团做了系统的分类（现称为梅西叶星云星团表）。在埃德温·哈勃（Edwin Hubble）之前，天文学家将我们现在所知的星系也视为“星云”。事实上，由于早期望远镜的局限性，几乎所有看起来像模糊的尘埃云或气体云的东西都被打上了“星云”的标签。星云不仅处处可见，而且各类星云之间并没有太多区别。
20世纪20年代早期，哈勃利用威尔逊山天文台的100英寸反射望远镜拍摄了迄今为止分辨率最高的仙女座星云图像。哈勃发现，该星云实际上是一个由许多星星构成的极其遥远的星团，就像银河系一样。几年后，哈勃计算出这个新星系离我们的距离，至少是我们离银河系中最远星体距离的10倍。
随着望远镜性能的不断提升，人类逐渐发现越来越多的“星云”原来是星系。在现代望远镜的加持下（包括一架在地球轨道上空300英里运行的，以埃德温·哈勃的名字命名的太空望远镜，如图1.2），我们了解到宇宙中存在着数十亿个星系，每个星系又包含数十亿颗星星。而依靠地表和太空中的望远镜，我们才得以“观赏”其中的许多星体。
我们现在已经知道自己所处的银河系是以10亿多颗恒星构成的星团，其直径长达10万光年。也就是说，光需要历经10万年，才能从银河系的一端穿行到另一端。
仙女座是距离我们最近的星系之一，距离我们大约250万光年。如果你选择在一个晴朗干爽的夜晚，找到一个远离城市灯光的地点观星，那么在你看到的诸多小“星星”中，也许有一颗根本不是恒星，而是一整个仙女座星系。
图1.2 哈勃空间望远镜
哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope，简称HST）是一台位于地球大气层之上的先进光学望远镜，自1990年4月24日发射以来，已经成为天文学研究的标志性工具。
这不禁令人联想到“触达永恒”这个话题。想象一下，来自仙女座的星光在触达你的双眼之前，已经在太空中穿行了200多万年。当你看到它时，你几乎真的可以认为自己触达到了永恒。