大约在大爆炸后1500万年，整个宇宙冷却到宇宙初期遗留下的电磁辐射达到室温的程度。在2013年的一篇论文中，我将这个阶段标记为“早期宇宙的宜居时期”。如果我们生活在那个时候，我们就不需要太阳来保暖；宇宙微波背景辐射就足够了。
生命是在那么早的时候开始的吗？可能不是。大爆炸后的最初20分钟内的热稠密条件只产生了氢和氦，以及微量的锂（每100亿个原子中有一个），以及可以忽略不计的重元素丰度。但是，我们所知的生命需要水和有机化合物，它们的出现必须等到第一批恒星在其内部将氢和氦聚变成氧和碳大约5000万年后。生命最初的瓶颈不是像今天这样适宜的温度，而是必需元素的产生。
鉴于最初重元素的供应有限，生命实际上开始于多早？宇宙中的大多数恒星在太阳形成之前数十亿年就形成了。根据宇宙恒星形成历史，我与拉斐尔·巴蒂斯塔和戴维·斯隆合作表明，类太阳恒星附近的生命很可能在宇宙历史最近的几十亿年中开始出现。然而，未来，生命可能会继续在围绕矮星运行的行星上出现，例如我们最近的邻居比邻星，它的寿命将是太阳的数百倍。最终，人类最好能够迁居到围绕像比邻星b这样的矮星运行的宜居行星上，在那里，它可以靠近天然的核熔炉保持温暖，长达10万亿年之久（恒星仅仅是由引力约束的聚变反应堆，其优点是比我们在实验室中产生的磁约束版本更稳定和持久）。
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就我们所知，水是唯一可以支持生命化学反应的液体——但我们还有很多不知道的。在早期宇宙中，仅靠宇宙背景辐射的升温，是否可能存在其他液体？在我们与马纳斯维·林加姆合作撰写的一篇新论文中，我们表明，氨、甲醇和硫化氢可能在第一批恒星形成后不久就以液态形式存在，而乙烷和丙烷可能在稍晚时候以液态形式存在。这些物质与生命的相关性尚不清楚，但可以通过实验进行研究。如果我们成功创造出合成生命，正如哈佛大学杰克·索斯塔克实验室正在尝试的那样，我们可以检验生命是否可以在水以外的液体中出现。
确定宇宙中生命开始有多早的一种方法是，检查生命是否在最古老恒星周围的行星上形成。预计这些恒星会缺乏比氦重的元素，天体物理学家称之为“金属”。（在我们的语言中，与大多数人不同，例如，氧被认为是金属）。事实上，在银河系的外围已经发现了贫金属恒星，并且它们被认为是宇宙中最早一代恒星的潜在成员。这些恒星通常表现出碳丰度增强，使它们成为“碳增强贫金属”（CEMP）恒星。我的前学生娜塔莉·马什安和我曾建议，围绕CEMP恒星的行星可能主要由碳构成，因此它们的表面可以为滋养早期生命提供丰富的基础。
因此，我们可以搜索凌星，或从CEMP恒星前方经过的行星，并在它们的大气成分中显示生物特征。这将使我们能够根据这些恒星的年龄，通过观测确定生命在宇宙中可能开始的时间有多早。 同样，我们可以根据长寿命放射性元素或尘埃粒子撞击其表面造成的疤痕程度，估算我们可能在地球附近发现的（或可能坠毁在月球上的）星际技术设备的年龄。
一个互补的策略是寻找来自早期遥远文明的技术信号，这些文明利用了足够的能量使其在广阔的宇宙尺度上可被探测到。一种可能的信号是一束光，来自为推进光帆而产生的准直光束。其他信号可能与宇宙工程项目有关，例如移动恒星。通信信号预计无法在整个宇宙中被探测到，因为信号传播时间在每个方向都需要数十亿年，并且没有参与者会有足够的耐心进行如此缓慢的信息交换。
但是生命的迹象不会永远存在。遥远未来生命的景象是黯淡的。暗能量导致的宇宙加速膨胀所带来的黑暗和寒冷条件很可能会在10万亿年后熄灭所有形式的生命。在此之前，我们可以珍惜大自然赐予我们的短暂礼物。如果我们后代能够维持一个足够聪明的文明，能够延续数万亿年，那么我们的行动将成为他们的骄傲。我们希望我们能够明智地行动，以便在他们的“大历史”书中被正面地记住。