“宇宙大爆炸理論”解釋出處。

有事請叫我2015-08-14

宇宙大爆炸理論

大爆炸

理論（Big Bang）是

天體物理學關於宇宙起

來自

源的理論。根據大爆炸理論，宇宙是在大約140億年前由一個密度極大且溫度極高的狀態演變而來的。本理論產生於觀測到的哈勃定律下星系遠離的速度，同時根據廣義相對論的弗裡德曼模型，宇宙空間可能膨脹。延伸到

360問答

過去，這些觀測結果顯示宇

致毫麼間境球管千養提

宙是從一個起始狀態

合編

膨脹而來。在這個起始狀態

酸時驗孩

中，宇宙的物質和能量

的溫度和密度極高。至於在

此之前發生了什麼，廣義相

對論認為有一個引力奇點，

但物理學家對此意見並不統一。

大爆炸一詞在狹義上是指宇宙形成最初一段時間所經歷

效單革獨趙二心雜立敵

的劇烈變化，這段時間透過計算

大概在距今137億（1。37 ×

10^10）年前；但在廣

質葉值

義上指當今流行的揭示宇宙起源和膨脹的理論。這一理

針合級相表套醫

論的直接推論是我們今天所處的宇宙同昨天或者明天的宇宙不同。根據這一理論，喬治·伽莫夫在1948年預測了宇宙微波背景輻射的存在。1960年代，這一

提節

輻射被探測到，有力地支援了大爆炸理論，從而否定了另一個比

冷綠陸雖上

較流行的穩恆態宇宙理論。

［編輯本段］發展歷史

大爆炸理論是透過實驗觀測和理論推導

室所乎初照肥漢燃卷

發展的，在實驗觀測方面，1910年代，維斯特·斯

裡弗爾（Vesto S

lipher）和卡爾·韋

鹽用

海姆·懷茲（Carl Wilhelm Wirtz）證實了大多數旋渦星系正在

換少住部修套掌之

退離地球，不過他們並沒有因此聯想到這對宇宙學意味著什麼，也不認為發現的星雲其實是銀河系外的其他星系。同時在理論上，愛因斯坦的廣義相對論成功建立並推出沒有穩定態宇宙。透過度量張量描述

據書麼待曲材福鍾軍引

的宇宙不是膨脹就是

孩由做去更長念意燈常

收縮，愛因斯坦認為他自己解錯了，並加入了一個宇宙學常

數來進行改正。第一個不使用

宇宙學常數，而真正認真將廣義相對論運用到宇宙學

風重穩研歡

中的是亞歷山大·弗裡德曼，他

馬記地勢交藝肥更掉

的方程所描述的宇宙稱為Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker宇宙，時間是1922年。1927年，比利時天主教

單

牧師勒梅特獨立推匯出Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker方程，並在螺旋星雲後退

現象的基礎上提出了宇宙是

從一個“初級原子”“爆

普

炸”而來的—這就是後來所謂的大爆炸。

1929年，埃德溫·哈勃為勒梅特的理論提供了實驗條件。哈勃證明這些旋渦星雲其實是星系，並透過觀測造父變星測算出了他們的距離。他發現，星系遠離地球的速度同它們與地球之間的距離剛好成正比，這就是所謂霍伊爾的穩恆態宇宙模型。在穩恆態宇宙模型裡，新物質在星系遠離留下的空間中不斷產生，從而宇宙基本不變化。其實這個理論的名稱是出於霍伊爾的諷刺，他在1949年透過BBC廣播節目形式傳播的，論文《物質的特性》（The Nature of Things）發表於1950年。

之後的許多年，這兩種理論並立，但觀測事實開始支援一個演變於熱密狀態的宇宙。1965年宇宙微波背景輻射的發現使人們認為大爆炸理論是宇宙起源和演變最好的理論。1970年以前，很多宇宙學家認為宇宙可能在膨脹以前先收縮，這樣可以避免從弗裡德曼模型推出一個無限緻密的“荒謬”的奇點。比較有代表性的是Richard Tolman的脈動宇宙模型（oscillating universe）。1960年代末，史蒂芬·霍金等人證明這個假設行不通，因為奇異點是愛因斯坦引力理論的直接和重要推論。之後大多數宇宙物理學家開始接受廣義相對論所描述的宇宙在時間上是有限的。但是，由於對於量子引力規律缺乏認識，現在還不能斷定這個奇異點到底是真正集合意義上的無限小點，還是物理收縮過程可以無限進行下去，從而間接達到宇宙在時間上無限。

現在宇宙物理學的幾乎所有研究都與宇宙大爆炸理論有關，或者是它的延伸，或者是進一步解釋，例如大爆炸理論下星系如何產生，大爆炸時發生的物理過程，以及用大爆炸理論解釋新觀測結果等。90年代後期和21世紀初，由於望遠鏡技術的發展和人造探測器收集到大量資料，大爆炸理論又有了新的巨大突破。大爆炸時期宇宙的情況和資料可以計算得更加精確，併產生了很多意想不到的結果，比如宇宙的膨脹在加速。