自古以来，我们都怀有疑问，海平线的那边有什么？天的另一边又有什么？世界终结于何处？随着我们探索的范围越来越广，我们看到了太阳系，银河系，甚至宇宙的范围越来越大。而现在，许许多多新的理论告诉我们，时间和空间大到超越我们的想象，我们在寻找宇宙的边界时，可以了解到什么？
“宇宙，人类最后的边疆”——这句话出自影片《星际迷航》，每当我回忆起这句话时，都会让我的思想得到升华，把我带入一片无垠的星空。影片讲述了一群文明高度发达的人类与外星人组成的星际联邦一起探索宇宙的故事，他们都有着一个终极目标——探索未知的新世界，勇敢地航向前人所未知的领域。正是这种伟大的探索精神，让人类的科学发展尤为迅速。
宇宙自从140亿年前诞生以来，就一直充满着未知，未知是可怕的，但也正是未知给了人类动力。从人类萌生探索宇宙的想法以来，这条道路就充满着荆棘与坎坷。
那么宇宙究竟是什么，我们到底了解了多少？
古希腊哲学家亚里士多德认为，地球处于由55个天体组成的星系中心，每个天体都以一定规律运动，借此可以预测星球或者其中星体的位置。他将这些天外领域看做众神的家园，它们被打造出来，并且材料是地球上找不到的纯物质。希腊也是第一个将天体运动看做自然现象的文明，并将这作为人类研究探查的学科。
一位名叫Anaxagorus的天空观察者认为，流星是由地球上的物质构成的，并可能实际上源于地球。他和其他希腊天文学家帮助建立起了科学基础，但是如果他们知道，现在我们对宇宙的发现一定会震惊不已。曾今众神居住的行星和恒星，现在被视为沧海一粟，处于广阔无际的能量与物质的海洋当中，一直延伸到遥远的太空尽头。
亚里士多德以地球为中心的宇宙模型，直到16世纪才被推翻。尼古拉斯·哥白尼提出，地球和其他行星都围绕着太阳旋转。根据他的发现，行星都有自己的轨道，科学家们构建了新的宇宙模型，阐述行星的运动。哥白尼也注意到，苍穹和星星处于遥远的太阳系之外的某个地方。
在1609年，我们的宇宙模型所囊括的范围越来越广阔。那时，科学家伽利略使用第一台天文望远镜观察到银河系，一个在夏季天空升起的广阔光带，实际上是由星体组成。几个世纪以后，天文学家发现银河系实际上是一个巨大的旋转磁盘。他们将宇宙比作恒星与气体组成的岛屿，规模巨大但任然存在边际。这种宇宙岛的模式，很快就会被科学证据所打败。
借助坐落于美国加利福尼亚州威尔逊山的巨大新型100英寸望远镜，天文学家爱德文·哈勃和一位名叫米特·哈马逊的助手，分析天空中模糊斑点所散发的光，并最后确认它们是星云。他们发现这些斑块，实际上是一个个星系，但却位于我们遥不可及的地方。他们还发现，这些星系中有许多正在远离我们，离得越远它们离开的速度也越快。这一发现，激发了全新宇宙模型的提出，一个充满了无数星系的宇宙，并且宇宙一直在扩张。因为来自这些遥远星系的光线需要花费几百万甚至几十亿年才会到达地球。
天文学家的研究越深入，他们探索的宇宙历史就越久远。为了研究宇宙的历史，科学家们建造的望远镜规模也越来越大，用来捕捉宇宙中更遥远的光线。他们开始了解到星体以及整个宇宙，并不像我们曾经相信的那样平静或静止。
在原子武器和核物理的时代，一个全新的宇宙模型出现了。这个宇宙宇宙模型是一个动态领域，由爆炸的巨大恒星冲击波和黑洞塑造而成。从这个角度来看，宇宙起源于一场猛烈的原始爆炸，那就是宇宙大爆炸理论，大爆炸宇宙论的模型依托于四大支柱。整个宇宙在向各个方向扩展，如果时光回溯你会发现所有的物质和能量在空间和时间上都有一个共同的起点。轻元素氢在很早以前的时代就已经存在，后来又转变为重元素。在宇宙中穿梭的光线，有些是在宇宙早期散发出来的，这些光线不断延伸，变成了电磁微波。最终它帮助建立了一个时间框架，讲述了星体、星系以及宇宙的大规模结构。但这个宇宙大爆炸理论也被证明是不完整的。
最近，由哈勃太空望远镜和其他仪器收集的精确测量数据，已经达成共识，宇宙可以追溯到大概140亿年前。考虑到宇宙的扩张，可见宇宙边缘的星系实际上距离我们约460亿光年，各个方向都是如此。另一个观察结果让天文学家感到困惑，不管你研究的是哪一部分天空，星系的分布，物质的密度，甚至温度，在很大空间范围内都是一致的。为了在整个广阔空间内实现这种同性质，宇宙必须以更快的速度在更广的范围内扩张。这种速度和广度比大爆炸宇宙论的理论标准更胜一筹，那么宇宙是怎么这么浩瀚无垠并且高度一致的呢？
新宇宙模型提出了新的解释并应运而生，它源于我们这个时代最重要的科学观测之一，将我们所观测的宇宙与其最初的一刻联系起来。1990年4月24日，发现号太空梭将开创性的哈勃太空望远镜推进轨道。五个月后，又有一次更为低调的发射，宇宙背景探测器——简称COBE，发射的目的是为了捕捉宇宙在形成初期所散发的微波光线。此次观测任务中发现，这种微波光线包含一个热点和冷点组成的图案。威尔金森各向异性微波探头和普朗克卫星，通过纪录更多细节，更新改进了这一观察结果。通过这些图像，科学家发现关于我们周围可见宇宙的种种起源学说，在整体上都言之成理，但在细微之处却各有说法。
天文学家着手研究宇宙是怎样从这个宇宙模型发展而来，在电脑控制望远镜并且可以自动观测的时代，天文学家在国际范围内进行合作，目标是绘制大部分可见宇宙的三维模型。此前已经绘制完成的宇宙地图，带领我们探索银河系偏远角落以外的广阔领域。所有的星系都排列成行，形成广阔的宇宙墙和宇宙弧。在极度广阔的宇宙空间内，这种形状形成一个图案，宇宙如同一张巨大的蜘蛛网。这张网由丝状结构组成，中间是一个个巨大的空洞。
为了解释这些巨大结构的起源，科学家提出了一个囊括范围更加辽阔的宇宙起源模型。这个模型是基于一个发现，即能量在空间的真空中不断涌现，以粒子的形式，这些粒子带有相反的电荷——物质和反物质。这种新的观点称为暴胀理论，认为宇宙是起源于这些弥漫性能量场。他们以某种方式进入更高的能量状态，诱发空间和时间“膨胀”。原始能量微小的波动，产生压力波或宇宙涟漪。随着宇宙的演变，这些涟漪引起物质密度的变化，然后引力开始增长。
为了将这些涟漪与我们周围观察到的星系分布联系起来，天文学家一直都在使用超级计算机来模拟从宇宙形成早期开始的演变。从宇宙演变到当前时间十分之一的时候开始，模拟结果显示物质正在稳定地进入越来越密集的区域，形成星体、星系，最后形成星系团。设计类似这样的模拟，仅为了重现一部分可见宇宙的演变，现在认为整个宇宙比我们认知的要更加无边无际。
膨胀的威力会导致宇宙从原子一般的大小扩张到当今宇宙那么大，这只需要极端短暂的时间。理论表明，在宇宙诞生数十亿年时，整个宇宙将会增长到可见宇宙大小的一百亿亿倍，这是10的24次方。也就是说，整个宇宙与可见宇宙之间的对比，就相当于把可见宇宙与一个原子进行对比。基于暴胀理论，宇宙浩瀚无边难以想象，也许甚至没有尽头。
四个世纪前，伽利略证明了太阳只是众多恒星之一。85年前，天文学家爱德文·哈勃证明了银河系只是宇宙海洋中的一个星系，而这片宇宙海洋中充斥着无数的宇宙岛。现在，较新的观察结果揭示了我们星系的巨大规模，然后是星系团，星系团之上还有庞大的宇宙墙和宇宙网。通过借鉴一个基本的物理过程，来解释宇宙的诞生，暴胀理论引导科学家们以前所未有的开放思维进行思考，从而产生了各种版本的理论。例如，我们生活的宇宙只是许多宇宙中的一个，这些不同的宇宙甚至同时存在，一个挨着一个，就像泡沫一样，这些宇宙不断升起，在无限的海洋中扩张。这个观点拨新领异，跳脱程度简直媲美我们对宇宙大小的认知。超脱我们对于时间和空间结构的认知，远远超出我们可见的范围。这个理论是否意味着，我们所处的，这颗宇宙角落微不足道的行星相比宇宙万物，将会越发偏僻渺小。或者说，我们为重现更大范围的宇宙所建立的宇宙模型，在某种程度上提升了我们在这个宏伟体系中的重要性。
