宇宙起源，科學界最大的謎題之一，今天兔小編特熬夜寫了這篇文章，為大家好好梳理一下我們的“宇宙”。
這是哈勃太空望遠鏡拍攝的深空星系照片，據估計它產生於大爆炸之後的4.8億年，它在哈勃超深場(HUDF)區域中被發現。這個星系是哈勃所看到的最古老、最遙遠的星系。圖片來源：NASA，ESA，加利福尼亞大學，聖克魯斯大學，萊頓大學和HUDF深空小組。
簡而言之，對於大爆炸理論，幾乎所有的宇宙學家和天體物理學家都贊同。支持這一觀點的證據是多層次而且令人信服的。有什麼例子呢？比如我們知道，即使現在宇宙也在不斷的膨脹，並且速度越來越快，紅移，等等……科學家還發現了宇宙大爆炸的宇宙微波輻射背景。而且我們沒有看到任何明顯比137億年古老的天體，這表明我們的宇宙就在那個時候誕生的。
加州大學伯克利分校的天體物理學家亞歷克斯·菲利賓科說：“所有這些都把大爆炸建立在一個極其堅實的基礎上，大爆炸是一個非常成功的理論。”
那麼這個理論到底告訴我們什麼呢？我們的宇宙在誕生的時候到底發生了什麼，它是如何形成我們今天所觀察到的樣子的？
傳統的大爆炸理論認為，我們的宇宙是從一個奇點開始的。一個無窮密度和無窮溫度的點，它的性質很難被我們的頭腦所理解。然而，一些天體物理學家認為，這不能準確地反映現實，因為奇點概念是基於愛因斯坦廣義相對論。
加州理工學院的理論物理學家肖恩·卡羅爾說到：“在奇點的這個體制和概念下，沒有任何理由相信廣義相對論。這是錯誤的，因為它沒有考慮到量子力學。一旦你到達宇宙歷史上的高度和位置，量子力學肯定會很重要。”
其他天體物理學家說到，宇宙膨脹似乎違反了狹義相對論，但事實並非如此。狹義相對論認為，在空間中的兩點之間，沒有任何信息或物質能比光速更快地攜帶信息或物質。但宇宙膨脹本身就是空間的擴張。
理論上講，剛開始迅速膨脹的宇宙幾乎沒有物質，但它蘊藏著巨大的暗能量。暗能量是科學家認為正在推動宇宙目前加速膨脹的神秘力量。在這期間，暗能量使宇宙加速膨脹。
“這其實只是暫時的暗能量。”卡羅爾告訴其他的朋友。科學家們不知道是什麼刺激了宇宙膨脹，這仍然是宇宙大爆炸中的一個關鍵問題。大多數宇宙學家認為膨脹是解釋宇宙特徵的主要理論，它是相對平坦和均勻的，因為幾乎相同數量的物質均勻地向周圍各個方向膨脹。
然而，膨脹並不是唯一解釋宇宙結構的想法。天體物理學家根據現有證據提出了另一個叫做循環模型的概念，也叫作叫做“膨脹收縮宇宙”。
這一觀點認為，我們的宇宙不是從一個點出現的，也不是任何類似的東西。相反，它是通過反彈現象不斷膨脹，膨脹過後便是收縮。如果這個理論是正確的，我們的宇宙可能經歷了無數次的“膨脹”和“收縮”。
循環模型假設我們的宇宙由11個維度組成，其中只有4個維度我們可以觀察到(空間和一個時間)。我們宇宙中的第四維部分被稱為膜理論。這個想法認為，在11維的空間裡，可能還有其他的薄膜潛伏在不知名的區域。兩個膜之間的碰撞可能會使宇宙從收縮到膨脹，就像我們推測的大爆炸。
宇宙學家和天體物理學家懷疑，支配宇宙的四種力量：引力、電磁力、強核力、弱核力。它們在宇宙誕生時被統一為一種力量，因為這四種力被極端溫度和密度擠壓在一起。
就在膨脹之後，宇宙充滿了熾熱而緻密的等離子體。但研究人員認為，在大約1微秒左右，它已經冷卻到足以形成質子和中子的程度了。在大爆炸後的前三分鐘，這些質子和中子開始融合在一起，形成氘(也稱為重氫)。然後氘原子相互連接，形成氦-4。
但在大爆炸發生後38萬年後，情況再次發生了變化。在這個時代，氫和氦離子開始俘獲電子，形成電中性原子。光會明顯地散射自由電子和質子，但中性原子的散射就更少了。所以光子現在可以更自由地穿越宇宙。
宇宙在重組後的很長一段時間裡是相當黑暗的，只有當第一顆恆星在大爆炸後大約3億年後開始發光時，宇宙才真正亮了起來。這些早期的恆星，也許還有其他一些神秘的來源，釋放出了足夠的輻射。
這個過程，被稱為再電離。這個階段似乎在大爆炸後的10億年裡就開始了。今天的宇宙並不像當初的階段，因為它已經膨脹了很多。科學家說，宇宙的物質非常稀薄，因此光子散射相互作用相對較少。
隨著時間的推移，恆星聚集在一起形成星系，導致宇宙中有越來越多巨大的結構。行星聚集在一些新形成的恆星周圍，比如我們自己的太陽系。在之後，38億年前，生命開始在地球上發展……
雖然宇宙最初的幾個時刻是很難證明的，但大爆炸之前的“時刻”似乎更神秘更難對付……
首先，這個問題本身可能是荒謬的。大爆炸就標誌著時間本身開始的瞬間。在這種情況下，就不會有“以前”這樣的事情了，卡羅爾說道。就像有人問你，你在出生前做過什麼事一樣的荒謬。你在出生前和任何事物並無絲毫關聯，所以對於你來說，出生的那一刻，就是“時間”開始的那一刻。
宇宙學家和物理學家正在努力完善他們的理論，使宇宙最早的時刻變得更加清晰和清晰。但他們是否真的知道大爆炸發生了什麼？
這是一個非常可怕的挑戰，畢竟，100年前，人們對宇宙知之甚少。例如，我們不知道廣義相對論，或者量子力學。我們不知道宇宙在膨脹，我們也不知道大爆炸等等……
“我們現在知道了這些事情。”卡羅爾說，“我們的進步是驚人的，所以我們也絕不會產生不知的悲觀情緒，這些不知的情緒反而會激勵我們不斷前進。在最近的宇宙學和物理學史上，沒有理由對我們理解大爆炸感到悲觀。”
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