138亿年前的宇宙发生了什么

jeff963

宇宙最初如何诞生，这一巨大问题一直困扰着人类。但随着现代天文学的发展，人类逐渐认识到了宇宙的起源方式，天文学家提出了宇宙大爆炸理论。这一理论已经得到了四个独立的科学证据的支持，它成为人类对宇宙创生的最好认知。

（1）退行的星系

这是宇宙大爆炸理论的第一个有力证据，由哈勃在上个世纪初发现。宇宙并非像此前人们所想的那样是静态的，大量远离银河系而去的星系表明，空间结构在扩张，宇宙本身在膨胀，由此导致宇宙中的大部分星系被互相拉开。哈勃的这一发现不但支持了宇宙大爆炸理论，而且也让认为宇宙是静态的爱因斯坦犯下了大错。

既然星系之间都在远离，那么，如果时间回到过去，星系之间的距离会比现在更近。如果时间回溯到开端（距今138亿年），宇宙中的所有物质和能量都会聚集在一起，空间结构也不存在，宇宙就回到了最初的状态——奇点。

（2）宇宙微波背景辐射

既然早期宇宙中的物质和能量都会聚集在一起，这意味着那时宇宙非常致密，温度非常高。虽然宇宙空间已经膨胀了138亿年，整个宇宙已经大幅度冷却，但炽热的早期宇宙将会留下热残余，即便是现在还能被探测到。

在1964年，天文学家发现了理论预言中的宇宙微波背景辐射，这是早期宇宙的余辉。经过138亿年的冷却之后，宇宙的平均温度降低至2.725 K（-270.425 ℃）。

（3）演化的星系

既然宇宙有一个诞生过程，那么，星系也必然有一个形成过程。由于光速是有限的，当我们观测遥远的宇宙时，我们看到的是久远之前的宇宙。

目前的天文望远镜可以让我们看到134亿年前的星系，那个时候的星系还处于初始形态，完全不同于目前的星系。从哈勃深场、超深场、极深场中可以看到非常原始的星系，经过上百亿年的漫长时间演化之后，原始星系才最终演化成像银河系这样的成熟星系。

（4）宇宙元素丰度

如果宇宙大爆炸理论是正确的，那么，宇宙在诞生数分钟之后只合成了轻元素，其中75%为氢，25%为氦。重元素都是在与恒星形成之后才被合成出来，它们在宇宙中的占比非常低。

通过光谱分析可知，宇宙的元素丰度正如理论预言那样。目前的宇宙中仍然主要由氢和氦组成，无论是在整个太阳系，还是整个银河系都是如此。当然，包括地球在内的一些天体的元素丰度并不遵循上述比例，这与行星的形成方式有关。

宇宙大爆炸理论不仅可以对已经观测到的现象进行有效描述，而且还能准确预言尚未发现的宇宙现象。虽然在上述四个独立的科学证据的有力支持下，宇宙大爆炸理论还不尽完美，但这个理论是目前最被广泛接受的宇宙起源理论。

至于大爆炸之前的宇宙是什么，这是目前理论所无法描述的。但大部分天文学家认为，时间在开端之前并不存在，并没有大爆炸之前的概念。


本文选自：今日头条