宇宙——廣袤空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質(zhì)的總稱。

我們生活在地球上，地球又是廣闊宇宙中的一員，但對于宇宙我們了解的知之甚少，關(guān)于宇宙的起源，至今還沒有誰能準(zhǔn)確地解釋，只能說宇宙起源是一個極其復(fù)雜的問題，宇宙是一個物質(zhì)世界，處于不斷的運(yùn)動和發(fā)展中。目前最主流的理論是宇宙來自大爆炸，但為什么能爆炸出這么大的宇宙呢？

目前為止，宇宙大爆炸模型是科學(xué)界達(dá)成共識的關(guān)于宇宙起源的理論，是目前最符合邏輯和具有廣泛證據(jù)支撐的科學(xué)理論。

宇宙大爆炸理論。

從古至今，對于宇宙的起源這個問題困擾了很多科學(xué)家，眾所周知，首先牛頓提出了著名的萬有引力定律，但是他依然不明白宇宙究竟是如何誕生的，可以說這個問題困擾了他的整整一生，但是始終沒有一個滿意的答案。

在萬有引力定律的基礎(chǔ)上，牛頓認(rèn)為宇宙中的任何萬物都在萬有引力的作用下向中心聚攏，最后聚攏成一個點(diǎn)，但是這些天體被誰推動的，他卻無法解釋。

到了二十世紀(jì)，隨著愛因斯坦廣義相對論的場方程提出，他發(fā)現(xiàn)宇宙是隨著時間的流逝而發(fā)生膨脹，具有不穩(wěn)定性，但是在當(dāng)時許多的科學(xué)家們都認(rèn)為宇宙是穩(wěn)態(tài)的，而廣義相對論得出的結(jié)果明顯和當(dāng)時的主流科學(xué)觀點(diǎn)相矛盾，因此愛因斯坦就給方程加了一個“宇宙學(xué)常數(shù)”，并且用符號Λ表示。

這個宇宙學(xué)常數(shù)的存在可以使得方程所描述的宇宙處于靜態(tài)，也就滿足了愛因斯坦“永恒宇宙”的觀念，愛因斯坦的行為在當(dāng)時遭到了許多科學(xué)家的反對，其中最具代表性的就是勒梅特。

他指出愛因斯坦這個宇宙學(xué)常數(shù)不應(yīng)該是一個定值，并且還說宇宙本身就應(yīng)該是膨脹的，宇宙開始于一個熾熱的奇點(diǎn)，我們可以利用宇宙學(xué)常數(shù)Λ來描述膨脹速率，但是勒梅特也僅僅是從理論的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來的，利用的也還是愛因斯坦的廣義相對論場方程。

科學(xué)理論的對錯是需要講究證據(jù)的，直到在上世紀(jì)20年代的時候哈勃突破了這一問題，由于他長期觀測銀河系的天體發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的天體都在離我們遠(yuǎn)去，而且離我們距離越遠(yuǎn)，其速度就越快，這進(jìn)一步說明了空間在膨脹，以致于這些天體也在遠(yuǎn)離我們，這是對于宇宙大爆炸這一問題的第一個觀測證據(jù)。

隨后在上世紀(jì)60年代宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)以及氦元素豐度的確定讓科學(xué)家們更加確信宇宙大爆炸的理論。按照宇宙大爆炸理論，宇宙應(yīng)該是誕生于138億年前的一次大爆炸，在宇宙最初的時候只是一個能量奇點(diǎn)，一般理論認(rèn)為這個奇點(diǎn)沒有空間，宇宙半徑尺寸趨近于零，但它卻被科學(xué)家們認(rèn)為集合了宇宙中所有的物質(zhì)和能量，被看作是一個密度無限大，熱量無限大，溫度無限高，壓力無限大，時空曲率無限大，體積無限小的一個“點(diǎn)”。

就這樣，宇宙間所有的物質(zhì)和能量全部都擠壓在這樣一個高壓的環(huán)境中，而在奇點(diǎn)發(fā)生爆炸的一瞬間，所有的物質(zhì)和能量被釋放了出來，而現(xiàn)如今宇宙中的物質(zhì)粒子都是在宇宙大爆炸之后4分鐘內(nèi)形成的，直到宇宙大爆炸后來的38萬年，宇宙溫度才下降到3000度左右，而宇宙也從粒子粥一樣的混沌狀態(tài)變得透明，光子開始在宇宙中穿梭，原子結(jié)構(gòu)得以形成。

雖然宇宙大爆炸理論是一個瘋狂的理論，但宇宙大爆炸在很多方面都符合宇宙的發(fā)展。實(shí)際上，宇宙大爆炸理論早就已經(jīng)得到了幾個關(guān)鍵證據(jù)的支持。

宇宙大爆炸的幾個關(guān)鍵證據(jù)

證據(jù)一：哈勃紅移

在20世紀(jì)20年代末，美國天文學(xué)家哈勃發(fā)現(xiàn)，在宇宙中幾乎所有星系都存在著紅移的現(xiàn)象，并且距離越遠(yuǎn)的星系，“紅移”現(xiàn)象越嚴(yán)重，也就是說紅移值與距離呈現(xiàn)正相關(guān)。

證據(jù)二：宇宙微波背景輻射

根據(jù)宇宙大爆炸理論，138億年前的宇宙是處于極高的溫度下，雖然經(jīng)過了138億年的膨脹冷卻，溫度已經(jīng)變得很低，但大爆炸發(fā)生后應(yīng)該還殘留著輻射，而這個背景輻射已經(jīng)被科學(xué)家們觀測到，大約是2.7K，與大爆炸理論完美契合。

證據(jù)三：宇宙元素豐度

根據(jù)宇宙大爆炸理論的觀點(diǎn)，宇宙中的元素是由輕元素逐漸聚變?yōu)橹卦兀ㄟ^從宇宙學(xué)模型中推測出的元素豐度，與早期天體中的元素豐度進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)宇宙元素豐度是和大爆炸理論完美吻合的。

其實(shí)關(guān)于宇宙大爆炸理論，還有宇宙的各向同性、引力波等等觀點(diǎn)，都為大爆炸宇宙論提供了有力的支持，迄今為止，還沒有出現(xiàn)一例反證，來證明這個理論是錯誤的，而宇宙大爆炸理論也成為我們目前解釋宇宙起源的一個主流理論。

宇宙的形成

奇點(diǎn)大爆炸之后，時間和空間的概念隨之出現(xiàn)，后來隨著宇宙大爆炸，宇宙開始發(fā)生膨脹，最先出現(xiàn)的物質(zhì)是光子、電子、中微子、質(zhì)子和中子。

在38萬年之后，第一批原子產(chǎn)生，隨之而來的是最早的一批恒星——藍(lán)巨星，其主要組成物質(zhì)是氫元素和氦元素，這是宇宙中的第一批元素，由于恒星內(nèi)部會發(fā)生核聚變，因此在恒星的內(nèi)部又形成氧元素和碳元素，越來越多的元素開始形成，當(dāng)重元素產(chǎn)生后，第一批行星也隨之而來。

與此同時，在恒星與恒星之間、星系與星系之間發(fā)生了碰撞，于是又導(dǎo)致了新的元素和星系的形成……

根據(jù)宇宙大爆炸理論，空間是由奇點(diǎn)創(chuàng)造出來并且自身也在不斷膨脹中。

其實(shí)宇宙中一開始并沒有天體，當(dāng)宇宙經(jīng)過足夠多的膨脹和冷卻之后，天體才在引力的作用下逐漸形成，由于空間結(jié)構(gòu)在持續(xù)擴(kuò)張，在138億年的時間里，宇宙從奇點(diǎn)膨脹到至少23萬億光年的范圍，半徑465億光年的區(qū)域只是目前我們所能觀測到的宇宙。

由此可見，空間膨脹速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過光速，但是根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論來說光速不可超越，大家應(yīng)該清楚的是空間不是物質(zhì)也不是能量，因此相對論對比無效，并且自從科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)宇宙在不斷膨脹的現(xiàn)象之后其宇宙膨脹速度也超越了光速。

在1927年，物理學(xué)家勒梅特從弗里德曼方程中推導(dǎo)出了宇宙膨脹觀點(diǎn)，到了1929年，天文學(xué)家哈勃的發(fā)現(xiàn)有力證實(shí)了這一猜測，哈勃通過分析宇宙中星系的光譜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，河外星系的光譜只有極少表現(xiàn)出藍(lán)移，大都表現(xiàn)出紅移，根據(jù)多普勒效應(yīng)，大部分星系正在遠(yuǎn)離銀河系運(yùn)動，提出了哈勃定律。

根據(jù)哈勃定律（Vf = Hc x D），哈勃常數(shù)Hc=67.80±0.77(km/s)/Mpc，通過簡單計算可以發(fā)現(xiàn)，宇宙的膨脹導(dǎo)致的退行速度已經(jīng)超越了光速。