人类所能观测到的宇宙极限在哪里？

　　宇宙就在那里等待我们去观测，想要深入了解宇宙，我们就需要深入观测宇宙。由于光速是有限的，随着观测距离的增加，我们能够看到越来越早之前的宇宙。那么，人类所能观测到的宇宙极限在哪里？
　　肉眼可见的极限
　　最初，人们直接通过肉眼来观测宇宙。但宇宙太大了，我们只能看到宇宙的极小一隅，很多暗淡的天体都无法看到。夜空中那些肉眼可见的恒星都在银河系之内，而且毗邻我们的太阳系，它们的距离大都只有几十光年至几百光年，很少有超过1000光年。相比之下，银河系的尺度在10万光年级别。
　　虽然我们通过肉眼只能看到太阳系附近的恒星，但我们还能看到银河系之外的天体四个河外星系，它们分别是16万光年外的大麦哲伦星系、20万光年外的小麦哲伦星系、250万光年外的仙女座星系和300万光年外的三角座星系。前两个是银河系的卫星星系，后两个是本星系群中的另外两个大型星系。
　　但对于浩瀚的宇宙而言，300万光年的距离近在咫尺。理论上，我们可以观测到以地球为中心，向外延伸465亿光年的巨大范围。
　　在这个可观测宇宙中，河外星系不止4个，而是多达2万亿个。在可观测宇宙之外，还有更加浩瀚、更加未知的不可观测宇宙。为了看到更远的宇宙，我们需要借助天文望远镜。
　　天文望远镜中的宇宙
　　自从伽利略在17世纪初用天文望远镜观测宇宙以来，天文望远镜已经得到了长足的发展。目前，人类能够制造出口径超过10米的天文望远镜，这能够聚集到来自遥远天体发出的微弱之光，从而让我们窥视到宇宙深处。
　　此外，人类还把望远镜送入太空。在没有大气干扰的情况下，太空望远镜能够获得绝佳的观测条件，看到宇宙中那些最为暗淡最为遥远的天体。在太空望远镜中，于1990年升空的哈勃太空望远镜最具代表性，这架仍然正在太空中超期服役的望远镜深刻地改变了我们对宇宙的认识。
　　哈勃拍摄到了美轮美奂的宇宙照片，有些是正在诞生恒星的星云，有些是星系中心的疑似超大质量黑洞，还有些是正在碰撞的星系。如果要说哈勃的代表作，那么，哈勃深场系列最具影响力。
　　哈勃太空望远镜对着天空一片看起来完全空无一物的黑暗区域，进行了长达一个月的观测，结果捕捉到了超过5000个遥远的星系，它们位于132亿光年之外。也就是说，哈勃接收到了这些星系在132亿年前发出的光，这是来自宇宙诞生之后仅6亿年的光。
　　天文望远镜的极限
　　哈勃太空望远镜已经达到了观测极限，它最多只能看到134亿年前的宇宙。如果未来能够制造出比哈勃更强的望远镜，我们能否看到非常久远之前的宇宙呢？甚至是138亿年前宇宙大爆炸时的景象？
　　答案是否定的。天文望远镜不能无限回溯到宇宙的最早时刻，我们最多只能看到宇宙诞生38万年时的景象。这是因为早期炽热致密的宇宙是不透光的，没有自由的光子能够被我们观测到。
　　直到宇宙经过38万年的膨胀与冷却之后，宇宙中才产生了最早的自由光子。它们并没有消失，目前还在宇宙中传播，这就是射电望远镜能够探测到的宇宙微波背景辐射，这是目前我们所能观测到的宇宙极限。
　　由于经历了138亿年的空间膨胀，这些光子的能量已大幅衰减。在产生这些自由光子时，宇宙的平均温度可达2730摄氏度。而到了现在，宇宙的平均温度下降到只有大约270。4摄氏度，当年的那些光子已经成为我们肉眼所无法看到的微波。
　　宇宙微波背景辐射之前的宇宙
　　如果要观测到宇宙诞生不到38万年时的宇宙，不能通过电磁波手段，只能借助其他方式。那么，宇宙中有什么东西能够穿越早期宇宙，跨越遥远时空，如今还残留在宇宙中的呢？
　　（1）原初引力波
　　根据暴胀模型，宇宙在诞生仅1035秒之时，开始了持续时间仅有1033秒的指数式空间膨胀。由于空间急剧膨胀，让宇宙大尺度结构变得平坦与均匀。与此同时，空间暴胀过程产生了最早的时空涟漪原初引力波，这种时空波动还在宇宙中传播。当这些引力波穿过物体时，这种时空波动会拉伸和压缩物体。
　　在2014年，天文学家曾经公开宣布，第二代宇宙泛星系偏振背景成像（BICEP2）仪器检测到了原初引力波。但遗憾的是，天文学家在次年撤销了这一发现，因为原初引力波信号有可能是假的，它完全可以归因于银河系中的尘埃。
　　目前，人类已经直接探测到了由天体合并释放出的引力波，这意味着引力波探测是切实可行的。如果我们能够探测到原初引力波，就能进一步了解宇宙最初时刻的状态。
　　（2）宇宙中微子背景辐射
　　中微子是一种质量极小的粒子，它们可以轻松穿透地球。根据宇宙大爆炸模型，宇宙在形成2秒时，产生了大量的中微子，它们很早就开始在宇宙中不断穿行。据估计，目前宇宙中的中微子密度大概为300个立方厘米，其背景辐射的温度比宇宙微波背景辐射的温度还要更低，只高于绝对零度不到2度，大约为271。2摄氏度。
　　理论上，就像宇宙微波背景辐射那样，我们可以观测到各向同性的宇宙中微子背景辐射。但中微子十分难以探测，尽管有很多间接证据表明宇宙中微子背景辐射的存在，但目前还没有直接的观测证据。
　　宇宙诞生之前的时空
　　根据现有的理论，诞生宇宙的时空奇点是一切时间和空间所能回溯的极限。在此之前，时间和空间都是没有意义的概念，时空是随着宇宙大爆炸而创造出来的。我们无法理解奇点之前的宇宙状态，或者说那时的宇宙根本就没有所谓的状态。