我們生存的這個(gè)宇宙到底是怎么形成的,這在過去一直是存在一個(gè)有爭(zhēng)議的問題.在牛頓時(shí)期,他用經(jīng)典力學(xué)的方法和歐幾里得幾何觀念建立了一個(gè)絕對(duì)的無(wú)限的宇宙。而到了19世紀(jì)初, 愛因斯坦曾經(jīng)嘗試用場(chǎng)方程描述宇宙模型∧gμv+Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv ,這是一個(gè)體積有限沒有邊界的靜態(tài)彎曲封閉體,也被稱為靜態(tài)宇宙模型。但在1922年的時(shí)候，弗里德曼從不含宇宙項(xiàng)的場(chǎng)方程中得到三維同向同性的宇宙解，這個(gè)解描述的宇宙是膨脹。在1927年的時(shí)候，比利時(shí)天文學(xué)家勒梅特提出了宇宙大爆炸假說(shuō)。同年哈勃在對(duì)于遙遠(yuǎn)星系的觀察中發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)方的星系都在遠(yuǎn)離我們，而近處的星系都在靠近我們，因此推導(dǎo)出了宇宙膨脹說(shuō)。在1948年的時(shí)候伽莫夫正式建立了熱大爆炸觀念。

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大爆炸宇宙理論是目前為止宇宙學(xué)中最有影響力的一種學(xué)說(shuō)，觀點(diǎn)認(rèn)為宇宙經(jīng)歷了一段從熱到冷的演化史，在這個(gè)過程中，宇宙在不斷膨脹，物質(zhì)的密度也逐漸從原來(lái)致密變得稀疏，就好像發(fā)生了爆炸一樣。

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在大爆炸理論剛形成之初，科學(xué)界對(duì)于這個(gè)理論是嗤之以鼻，認(rèn)為這個(gè)理論非?；闹?。其實(shí)這個(gè)理論一出來(lái)的時(shí)候有這種反響一點(diǎn)也不奇怪，就像哥白尼的日心說(shuō)剛提出來(lái)一樣，在此之前一直是地心說(shuō)統(tǒng)治者西方世界，經(jīng)過了艱苦的斗爭(zhēng)后，日心說(shuō)才被人民接受。

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當(dāng)然宇宙大爆炸理論逐漸被人們接受也是需要時(shí)間和證據(jù)。宇宙大爆炸理論最直接的證據(jù)就是星系的紅移和藍(lán)移。什么是紅移和藍(lán)移？簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)紅移就是光譜的譜線朝紅端移動(dòng)，藍(lán)移則是光譜朝藍(lán)端移動(dòng)。紅移則意味著星系在遠(yuǎn)離我們，藍(lán)移則意味著星系在向我們靠近，這其實(shí)跟聲音的多普勒效應(yīng)差不多。當(dāng)我們站在火車站臺(tái)火車逐漸靠近我們的時(shí)候，我們聽到的聲音音調(diào)會(huì)升高，而當(dāng)火車遠(yuǎn)離我們的時(shí)候，我們聽到的音調(diào)會(huì)下降。哈勃在觀測(cè)宇宙中的星系時(shí)，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處的星系都在遠(yuǎn)離我們，而近處的星系都在向我們靠近。他認(rèn)為這種變化是由于宇宙膨脹產(chǎn)生的結(jié)果。這個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)也奠定了現(xiàn)代宇宙學(xué)基礎(chǔ)。

星系的紅移和藍(lán)移

而支持宇宙大爆炸理論的另一個(gè)證據(jù)就是宇宙微波背景輻射，現(xiàn)在的宇宙還還沐浴在早期宇宙的殘余輻射中，在20世紀(jì)六十年代的時(shí)候，美國(guó)的科學(xué)家彭齊亞斯和威爾遜在改進(jìn)衛(wèi)星通訊的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)有些消除不掉的背景噪音。他們嘗試改變方向來(lái)消除背景噪音，但發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎么改變都無(wú)法消除這些噪音，也就是說(shuō)在宇宙的各個(gè)方向都有這些背景噪音。另外這些來(lái)自宇宙的微波背景噪聲相當(dāng)于2.7K，而這個(gè)與理論預(yù)言的3K非常接近了。通過宇宙微波背景輻射，我們可以得到宇宙誕生之期的信息。

宇宙微波背景輻射

另外在對(duì)恒星氦豐度測(cè)量中，發(fā)現(xiàn)恒星的氦豐度非常高，達(dá)到了30%。而按照恒星內(nèi)部的核反應(yīng)機(jī)制，恒星內(nèi)部不應(yīng)該有如此多的氦，那么這些氦是從哪里來(lái)的，唯一的可能就是大爆炸早期產(chǎn)生的，因?yàn)榇蟊ǔ跗跍囟群芨?，產(chǎn)氦效率也高，這也正好印證了大爆炸理論。

當(dāng)然最主要的證據(jù)是發(fā)現(xiàn)了宇宙原初引力波存在，這是一種宇宙誕生之初的時(shí)空漣漪，通過原初引力波，我們可以了解到宇宙誕生之期的暴漲時(shí)刻。在足夠大的空間尺度上，原初引力波作用到微波背景光子，會(huì)產(chǎn)生一種特殊散度為0，旋度不為0的偏振，其他的方式都無(wú)法產(chǎn)生這種特殊B模式偏振，因此我們可以通過探測(cè)B模式偏振來(lái)探測(cè)原初引力波存在。

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在這些證據(jù)面前，都與宇宙大爆炸論理論的相符合，所以大爆炸論也越深入人心。那么宇宙大爆炸論一定正確嗎？當(dāng)然未必，因?yàn)楝F(xiàn)在的宇宙大爆炸論是最好解釋宇宙形成的一種學(xué)說(shuō)，我們還沒有一種更好的理論去替代宇宙大爆炸論，或許宇宙大爆炸理論會(huì)被一種更好的理論推翻，亦或許宇宙的起源對(duì)于人類來(lái)說(shuō)終將是一個(gè)謎。


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