二十世纪二十年代,哈勃等人发现宇宙膨胀。宇宙膨胀的一个自然(但不是逻辑必然)的推论,就是时间越早,宇宙密度越大,所以宇宙可能起源于一个密度无穷大的“奇点”。这就是大爆炸宇宙学。不过,当时还没有大爆炸(Big Bang)这个火爆而个性鲜明的名字。大爆炸这个名字的由来也有一番曲折。1949 年,Hoyle 在 BBC 的广播中第一次使用了大爆炸这个词来描述宇宙起源。Hoyle 本人是大爆炸宇宙学的反对者。他认为,宇宙膨胀的时候,宇宙中物质不断产生出来(稳恒态宇宙学),宇宙没有开始。他提出“大爆炸”这个名字,或许是想说明宇宙“bang”的一声炸出来,听起来很荒谬。无怪乎,“大爆炸”这个来自黑粉的名字,70 多年来反复被人误解。那么,大爆炸究竟是什么呢?前面讲到宇宙极早期,密度无穷大的“奇点”,是大爆炸一个非常粗略的定义。
说粗略,是因为“无穷大”并不是一个当前物理学可以检验的物理概念。我们只能描述有限的密度。所以,用现代的观点,“大爆炸”就是宇宙密度太大,再往前发生过什么,当时(二十至八十年代)的物理不能描述了而已。所以“大爆炸”其实很普通,但是当时的科学家或许比较自信,确实往往把大爆炸讲成宇宙起源。现有的宇宙大爆炸理论还不完善,还有参数极其不准确。就算大爆炸现象发生于138亿年以前,也不排除138亿年以前宇宙就已经存在。大爆炸起始于奇点,该奇点同样有可能是超大黑洞合并,并且合并后的黑洞超过了极限,(目前人类对这个极限认识还比较缺乏),引起了类似超新星爆发的情形。而古老的宇宙物质被推开到可观测宇宙之外,少量存留在可观测宇宙之内的部分代表就是HD140283 这类恒星。
什么是宇宙大爆炸?为何宇宙大爆炸理论会被大多数科学家认同?下面介绍了什么是宇宙大爆炸,以及为何宇宙大爆炸理论会被大多数科学家认同。宇宙大爆炸是关于宇宙起源的一种较为流行的理论。
宇宙大爆炸是关于宇宙起源的一种理论,该理论认为宇宙始于一个密度无限大、温度无限高的奇点,然后这个奇点突然开始膨胀,并且在接下来的大约140亿年里,膨胀到我们现在所看到的宇宙。通过对理论原理的测试、相关实验的进行,以及对宇宙深处进行的天文观测研究,科学家们构建了一个从大爆炸开始演化到当前宇宙状态的时间表。在最初的膨胀之后,宇宙冷却到足以形成亚原子粒子,还有后来的简单原子,这些原始元素后来合并形成恒星和星系。第一颗原子被认为大约是在40万年前形成的,在大爆炸后约2.5亿年,第一批恒星开始闪耀,不久后第一批星系便诞生了。但是,宇宙奇点最初存在的原因始终是未知的。
宇宙大爆炸理论之所以被广泛认同,主要是因为这一理论是对我们所拥有证据的最简单合理的解释,比如遥远星系的红移、宇宙微波背景辐射、星云的元素构成等证据都支持了这一理论。此外,宇宙大爆炸理论的主要替代方案是稳态理论,在这个理论中,宇宙不会随时间发生很大变化。但因为光在宇宙中传播需要很长时间,所以通过对非常遥远的星系的观察,我们可以看出,很久以前的星系与今天的星系大不相同,这说明宇宙已经发生了变化,所以大爆炸理论更具说服力。