哈勃空間望遠鏡曾經在1995年、1998年和2003年分別對著天空中不同位置、看起來空無一物的區域連續曝光十幾天甚至數十天，最後得到了HDF、HDFS和HUDF三張照片，發現即使在遠達133.5億光年外的宇宙，仍然有難以計數的星系，這使得我們不由得思考一個問題，如此多的物質是從哪裡來的，真的是無中生有？
哈勃常數和宇宙膨脹
布魯諾直覺告訴他宇宙是無限的，但他還沒找到理由與證據之前，就因宣傳哥白尼的日心說被教廷燒死在羅馬鮮花廣場。牛頓發現了萬有引力是制約宇宙天體之後，認為宇宙是無限的！因為無限的宇宙在任意點上受到其它方向上引力的牽制而相互抵消，得以停留在原地，儘管牛頓的理由是錯誤的，但結果卻歪打正著。
1826年德國天文學家奧伯斯認為，如果宇宙有限且是永久存在的，那麼無數多的星光到達地球會讓夜空會亮如白晝。因此奧伯斯認為宇宙必定有一個時間開端。
奧伯斯佯謬
1922年蘇聯宇宙學家弗裡德曼通過假設宇宙物質的均勻性，通過廣義相對論推導宇宙模型是膨脹的，1928年勒梅特得到了同樣的結果。
1929年哈勃通過十多年的觀測發現遙遠的星系正在快速離去，並且哈勃已經測算出了這些星系離去的速度大約為550千米/秒·百萬秒差距（現代天文測定速度為67.15千米/秒·百萬秒差距）。儘管哈勃以當時的技術測量有些誤差，但並不影響宇宙正在膨脹這個結論的正確性。但哈勃拒絕就此事做過多的聯想。
二戰後勒梅特提出了宇宙大爆炸論，而喬治·伽莫夫（計算出伽莫夫因子的那個大神）根據這個大爆炸理論提出了太初合成理論，而拉爾夫·阿爾菲和羅伯特·赫爾曼則從理論上預言了宇宙微波背景輻射的存在，並且測算出大約為5K
1964年美國科學家家彭齊亞斯和威爾遜無意中發現了宇宙微波背景輻射，經過測量為3.5K，1965年又修正為3K，我們熟知的3K背景輻射就是這麼來的！
宇宙大爆炸和奇點
勒梅特提出的宇宙大爆炸觀點正在被一個個觀測所證實，無論是宇宙膨脹還是太初合成理論（宇宙物質以氫元素為主）以及宇宙微波背景輻射等，目標都指向宇宙在很久遠的過去曾經發生過一次開闢天地的大爆炸！宇宙中的一切物質都在這個時期誕生！
奇點的來歷
現代宇宙物理學的幾乎所有研究都基於大爆炸理論，因為與它相關的證據實在是太充分了，但宇宙從哪裡開始爆炸，最初的宇宙是一個什麼樣的狀態當時沒有觸及到這一點！
1965年羅傑·彭羅斯提出了黑洞中心的時空奇點論，霍金受到啟發，他將奇點論用到了整個宇宙方向。1968年霍金與喬治·艾利斯認為宇宙背景輻射的存在證實宇宙的確曾經發生過大爆炸，並且認為宇宙有一個初始的奇點，時間和空間以及物質都是從這初始的起點演化而來！
但有一個有趣的事實是在奇點處一切物理定律都失效，這對現在宇宙誕生論是一個不小的挑戰，不過關於宇宙大爆炸的最初始說法，已經有多個不會產生奇點的說法，比如弦理論中的膜彼此碰撞等，有興趣的朋友可以瞭解下！
質能等價方程
前文我們只交代了宇宙的起源，但物質的來源仍然沒有說清楚，畢竟從一個奇點誕生物質這種神奇的事情無法用一句話說清楚，但很幸運，愛因斯坦在發表狹義相對論時有一篇補充論文《物體的慣性和它蘊含的能量有關嗎？》中給出了質能等價的方程，愛因斯坦認為質量就是能量，能量就是質量，這只是事物的一體兩面，不同狀態下表現方式而已！
2011年6月，美國布魯克海汶國家實驗室中的相對論重離子對撞機（RHIC）將兩束金原子核加速到接近光速碰撞，在對撞機的STAR探測器上探測到了“夸克膠子等離子體”，也就是物質和能量的之間的相變溫度！這個溫度大約是2萬億攝氏度！
簡單地理解這就是物質-能量之間臨界點，再往上就是能量的世界了，所以質量與能量只是在不同狀態下表現而已，當宇宙從“奇點”暴脹成宇宙時，緻密的能量隨著膨脹，溫度下降，從能量狀態轉變為質量，夸克膠子結合成為質子和中子，繼續冷卻，質子以及質子與中子聚變構成了氫、氦與鋰等原子核，但它們要到宇宙膨脹到38萬年後才會捕獲電子形成原子！
宇宙的物質不是物種生有，它只是從能量變成了質量，只要條件合適它可以重新變為能量，而兩者是等價的，也就是說即使跨度為整個宇宙，依然是質能守恆的！
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