在时间的长河中，宇宙如何产生，又如何变化？

茉莉707

在至少130亿年前，宇宙处于一种高度压缩的状态。当它进入膨胀时期，科学家们已经开始相信很大规模上的宇宙其实是永恒不变的。永恒不变，即它不会随着时间的流逝而改变，如同恒星象征着它永恒的本质。在二十世纪，科学家发现这种观念是错误的，在那超过我们的时间尺度上，宇宙是在变化着的。

宇宙并不像我们了解得那样一直有着自己的结构；它在发展，在随着时间演变。换句话讲，它有一段发展史。这段历史的开始要早于130亿年前一些，伴随着一场神奇的爆炸：宇宙大爆炸。
大爆炸理论诞生于1927年，它是祭司和比利时天文学家George Henri Lematre的研究成果。运用了爱因斯坦的相对论，并以天象观测为依据，Lematre向我们展示了宇宙膨胀说，俄罗斯数学家Alexandre Alexandrovich Friedman曾在1922年提出过这个理论。

起初被爱因斯坦和同一时代科学家们误解，宇宙大爆炸理论如今被绝大部分科学家认可。这一切始于1929年，美国天文学家Edwin Powell Hubble 发布了一篇短文。文中他表达了星系互相正渐行渐远的观点，这与Lematre提出的宇宙膨胀理论不谋而合。

几年之后，Lematre理论的第二个支撑出现了，在1948年，美国一位乌克兰血统的物理学家George Gamow开始独自一人发表文章，后来与同事共同出版。他在这一系列的文章揭示了在宇宙大爆炸后第一时间宇宙的样子。

Gamow认为，宇宙最初的温度极其高，它是由一股能量“气泡”构成，这“气泡”迅速降温随之形成了最初的原子核，氢原子核与氦原子核。Gamow的研究同样解释了一个古老的难解之谜，让我们知道了为什么宇宙恰恰是由99%的氢气和氦气构成的。

这些相似的研究还预言说有一种大爆炸的化石痕迹：在最初的原子核形成期间，宇宙中到处会同时散发着一种奇妙的辐射，至今在无线电领域仍然能够被探测到。然而，在Gamow的时代，没有人曾发现这样的射线。
一切在1965年发生改变，当美国物理学家Arno Allan Penzias 与Robert Woodrow Wilson在有些偶然的情况下检测到一条微弱却同时来自天空各个方向的无线电发射：从宇宙的最深处到达，这是曾被Gamow预言过的著名的宇宙背景辐射。此外，在1978年Penizias 和Wilson因这项对大爆炸理论提供了有力支撑的重大发现而获得了诺贝尔物理奖。

我们来总结一下：首先，可观测宇宙所包含的一切当时都聚集在同一个点上，不过我们先忽略这个“宇宙蛋”是如何形成的，然而肯定的是，被我们如今所认识的物质、时间与空间都还不存在。随后，在一瞬间，这个整体同时向四周炸裂：这就是宇宙大爆炸。从此产生了空间，时间开始流逝。

我们对最初的认知是从大爆炸后的百万分之毫克毫秒级的百万分之几(或10^-43)开始逐渐明确的。我们知道宇宙在慢慢膨胀，它的温度也十分奇妙：至少有十万亿万亿（或1032）度。然而它会迅速降温 ：差不多100毫秒之后，温度只有一千亿（1011）度。
随之而来的是一场惊人的事实：宇宙的大小突然增加10^50（1后跟50个零）倍。这种我们称之为“膨胀”的现象，释放了能立即转化为各种亚原子粒子的异常巨大的能量。宇宙的温度依旧很高，这些粒子也因为太动荡而不能相互结合形成原子。

然而，大爆炸后大约三十万年后发生了变化，温度达到了3000度之际。亚原子粒子的骚动逐渐变慢，慢到足以形成最初的原子。这时，电子花费时间去捕捉它们几乎立刻释放出的光子，随后与核子（或原子核）结合形成了第一个原子。
就这样，从电子的影响中释放出的光子开始在太空中到处移动；这些光线最初我们把它称作宇宙背景辐射。


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