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生活中很少有东西比宇宙的广阔无垠更能引起人们的好奇心和迷恋，纵观历史，从宗教学者、哲学家到现代作家和宇航员，每一个人都试图解释万物真正的起源。
当今科学界和学术界的主导学说是“宇宙大爆炸”学说，而鉴于有越来越多的证据证明这一不可思议的事件，许多人不再认为“大爆炸”是一种理论。然而，如果140亿年前没有人活着，我们怎么知道大爆炸是否真的发生了呢?
“大爆炸”简介
简单地说，大爆炸理论认为我们生活在一个不断膨胀的宇宙中，这个宇宙大约有140亿年的历史，在宇宙诞生的最初时刻，宇宙中的所有物质都从一个被称为奇点的无限密度点爆发出来。这种物质(亚原子粒子)是在宇宙形成的最初几微秒内形成的，当它向外膨胀时，需要数十万年的时间才能聚合。这些亚原子粒子形成了质子，这些质子由于引力而结合在一起形成简单的元素，最终形成了恒星、星系、小行星、星云、卫星、树木、河流以及宇宙中的所有其他物质。
图解：大爆炸的各个阶段(图片来源:tashalex / Fotolia)
“大爆炸”一词第一次被使用是在1949年的一次广播中，最初的意思是对该理论的批判(演讲者不同意“大爆炸”的概念，而是更喜欢宇宙的稳态理论)。然而，大爆炸的可观测证据早在几十年前就被发现了，阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)等天才也使之广为流传。由于它解释了宇宙中绝大多数观测到的现象，它已成为天文学领域的主流理论。
但是我们怎么知道呢?
宇宙越来越“膨胀”
有时，科学必须以退为进，发展理论来解释观察结果，而不是提出假设并加以检验。大爆炸就是一个很好的例子。当我们观察宇宙中遥远的星系和恒星时，一种奇特的现象出现了——它们都在远离我们。这让我们相信，我们生活在一个不断膨胀的宇宙中，当你把时钟往回拨到最初的时候，就会发现，一切都是从一个单一的点开始的，从那个奇异的时刻(大爆炸)开始，一切都在向外膨胀。
膨胀的宇宙(图片来源:Phys.org)
我们知道宇宙中几乎所有的东西都在远离我们，这是由于那些天体的主导“红移”。从本质上讲，当一个物体远离我们(观察者)时，我们探测到的光波被拉伸得更大，使它们的颜色更红，而不是当一个物体向我们移动时变化那么大。
宇宙微波背景
当人类想到光时，它是一个相当狭窄的概念，因为可见光在整个光谱中只占很小的一部分。然而，其他形式的光，如x射线、红外光和微波，对天文学家和科学家研究宇宙和了解宇宙的历史是极其重要的。
图解：可观测宇宙的宇宙微波背景
在大爆炸的那一刻，大量的能量和物质被释放出来，用光充满了整个宇宙(最初是很小的)。在过去的138亿年里，光或多或少一直在膨胀和扩散，以一种统一的方式充满了宇宙。通常，当我们检测到光时，我们可以确定红移或蓝移(如上所述)，因为它来自一个固定的光源。然而，我们可以探测到强度相同、从各个方向发出的微波，这表明它们从一开始就存在。科学家们恰当地将其命名为“宇宙微波背景”。
宇宙膨胀和引力波
在大爆炸之后，一个被称为“宇宙膨胀”的时期理论上已经发生了。在宇宙历史的这段时间里，产生了引力波和密度波。自2015年9月24日LIGO首次探测到引力波以来，近几个月来引力波已经成为人们关注的焦点。
引力波本质上是时空结构中的波纹，是爱因斯坦狭义相对论的重要组成部分。随着我们探测引力波的能力的提高，我们有可能从大爆炸后的几秒钟就探测到现有的引力波。换句话说，我们的观测和证据继续支持大爆炸理论。
宇宙的成熟
现在的理论认为，最早的星系在大爆炸后大约10亿年形成，从那时起，星系和星云的成熟导致了星系团和更大的恒星形成。 随着时间的推移，恒星和整个星系都会死亡和燃尽，但它们的残余仍然可以被发现。 当我们观察宇宙中较老的区域时，相对于那些古老的星系和那些“年轻”的星系而言，我们会看到他它们基本的差异。
这表明宇宙仍在成熟和变化，回顾大爆炸年代就像翻阅年鉴一样，随着时间的推移，外观的变化非常明显。
还有什么谜团吗?
尽管过去一个世纪的许多观测和发现有助于支持大爆炸理论，但仍有一些方面让现代天文学家感到困惑。例如，暗能量和暗物质的作用还没有被完全理解，但人们怀疑它们与观测到的宇宙膨胀加速度有关。(是的，我们不仅向外扩张，而且还在加速)。
还有一些争论点，例如宇宙的形状和最终的命运。 我们会永远扩张，直到所有的能量都消耗殆尽（大冻结理论），还是我们会以“大坍塌”结束，宇宙中的所有物质最终都会回归到一个奇点，重新开始整个大爆炸过程？
图解：各种宇宙形状理论（图片来源：Mila Gligoric / Fotolia）
我们可以肯定，关于大爆炸以及未来会有更多的问题，但我们每年都在寻找更多的答案。随着我们的技术不断进步，我们的观测也不断验证我么的理论，我们几乎不可能否认生命、宇宙和一切的起源……那么大爆炸就是有意义的!
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. sciabc-电梯战神丁青
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本文选自：今日头条 |
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雷达卡
发表于 2019-8-2 21:50:12
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