十几年前三张哈勃深空照着实把大家给惊到了，对着星星相当稀疏的天区，哈勃持续不断的观测了十几天，长时间的曝光将从遥远宇宙另一端天体发射的微弱光子都留在了CCD上，使得人类以前所未有角度观测到极其遥远的宇宙！

哈勃深空照观测到的宇宙有多远？

哈勃总共拍过三次超级深空场，第一次是在1995年12月18日至28日共连续十天，目标是大熊座，所覆盖范围之宽度只有2.6弧分，面积为全天面积的2400万分之一；

这张深空照中只有几个前景天体是银河系中的恒星，NASA的科学家发现了很多红移高达6的天体，这表明这些天体位于遥远的120亿光年以外，与科学家想象的遥远宇宙“冷冷清清”不一样，哈勃深空照展现给大家的，完美展现了各向同性的宇宙。

第二次深空照在1998年9月和10月间在南天区，约有3000多个星系都位于遥远的120亿光年以外，杜鹃座，赤经22h32m56.22s，赤纬-60°33'02.69"处，它与大熊座北天区观测的条件差不多，只是看到了没有银河以及月球和地球自身遮挡的天区，可以长时间曝光。

真正更远的超深空照是在2003年9月24日至2004年1月16日间拍摄的，范围为3平方角分，只有全天空12,700,000分之一的面积，位于赤经3h 32m 40.0s，赤纬-27°47' 29"（J2000）天炉座的一小片天区。

相当于113天曝光，照片中显示了1000多个星系，它们都位于遥远的130亿光年以外！

最后一次是哈勃极深空照，2012年9月25日公布，不过哈勃却没有重新拍摄，而是将过去10年中拍摄的影像重新处理了，比2003~2004年间拍摄的超深空照增加了5500个左右的星系，最远观测到的信息远达132亿光年。

让人不寒而栗的发现，遥远的宇宙竟然还如此熙熙攘攘，似乎无穷无尽，宇宙的尽头到底在哪里？我们能看不能看到尽头？

想要看得更远，哈勃还有办法吗？

当然有，用更长的时间曝光，这能收集更遥远的光子，比如曝光1000天，但显然是不可能的，由于红移很多星系发出的光芒已经出了可见光，进入了红外波段。

哈勃深空和哈勃超深空拍摄深度示意图

因此NASA的新一代望远镜，詹姆斯·韦伯望远镜上天了，它的反射镜面由铍制成，镀膜是一层极薄的金层，观测波段已经偏向于红光波段以及红外波段，官方给出的数据是：0.6微米（橘色）至28.5微米（中红外线）。因为宇宙膨胀，宇宙诞生早期形成的天体已经极端红移，只有詹姆斯韦伯才能看到。

更远的就只能在电磁波段观测了，因为红移的已经进入电磁波段，观测这些天体的只能是射电望远镜，而且很多射电暴还只能由射电望远镜辅助观测。

但就算是电磁波观测，最多也只能看到宇宙大爆炸后大约37.5万年形成的微波背景辐射，因为刚诞生的宇宙中致密，高温，充满着白热化的氢气云雾等离子体，等离子体与辐射充满着整个宇宙，只有等宇宙膨胀后逐渐冷却，光子脱耦后才可以在宇宙中穿梭，现代观测设备的极限就在这里，无论是光学还是射电波段，它们都有一个光子发生的极端最早时间，也就是光子脱耦的时刻。

爱因斯坦发现了什么？为什么能观测到宇宙诞生的那一刻？

从宇宙诞生到37.5万年这个时间段内，难道就没有其他的观测手段了吗？当然有，中微子就可以，尽管它的穿透来极强，能穿透几乎所有的物体，但科学家依然能有效的观测到。

用中微子观测手段，大约能逼近到宇宙大爆炸发生后1秒的宇宙，这是中微子退耦后的时刻，中微子不再与重子物质相互作用，此时的宇宙温度大约为100亿开尔文。

如果能检测到来自这个时刻的中微子，那么我们将获取到大爆炸发生1秒后的宇宙，相信这应该是科学家极端想了解的宇宙时刻。

不过科学家已经在实验室模拟达到了大约宇宙诞生大约10^-12S的时刻，用的是纽约布鲁克海文国家实验室的相对论性重离子对撞机，2010年的金离子对撞时达到了4万亿开尔文的温度，此时大约相当于宇宙诞生后约10^-12S。

观测到宇宙诞生时刻的唯一手段：爱因斯坦发现的引力波

从大爆炸的宇宙诞生到现代宇宙，光学观测的理论极限是微波背景辐射，中微子观测的极限是宇宙诞生后一秒，再往后携带信息的媒介，只能是引力波！

这个引力波是爱因斯坦在广义相对论诞生后不久就预言的现象，一直到1916年才真正观测到，不是因为我们方法不对，而是精度太高，当年的韦伯杆从理论上也能检测到引力波，但理论变化极限太小了，我们根本就监测不要。

只有后来的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）技术成熟才有了探测引力波的！引力波是物质和能量的剧烈运动和变化所产生的一种物质波，传播速度同样是光速，150HZ的引力波波长为2000千米，为了达到探测要求，LIGO的4千米探测臂需要放大100倍，这个不难，用来回反射多次的技术上百倍放大。

当然这只能探测黑洞合并的引力波，后来改进后也发现了中子星合并的引力波，但即使是改进后的LIGO也只能探测10HZ的引力波，如果要探测更低频率的引力波，那么必须要实现更长干涉臂的引力波天文台。

各位可以根据引力波频率计算下波长，然后根据LIGO的目标探测波长计算下激光干涉臂的波长，你会发现这个干涉臂简直就太恐怖了，比如现在如火如荼的空间激光干涉仪（我国的天琴和太极计划，欧美的LISA）也只能探测到短周期双星、极端质量比例旋、超大质量黑洞双星等产生的引力波，部分能达到大爆炸的状态引力波监测。