宇宙大爆炸理论

浩瀚的宇宙哪里是中心？哪里是边缘？宇宙又是怎样形成的？宇宙将来会发生怎样的变化？这是人类自古以来十分关心的问题。

古代，人们曾建立了地心说，随后日心说又推翻了地心说，人类对宇宙的认识有了一次质的飞跃。对于宇宙的起源，宇宙大爆炸理论逐步被更多的科学家们所认同。宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的一个主要流派，它能较科学地解释宇宙学的一些根本问题。

1929年，美国天文学家哈勃总结出星系谱线红移与星系同地球之间的距离成正比的规律。他在理论中指出，如果认为谱线红移是多普勒效果的结果，则意味着银河外星系都在离开我们向远方退行，而且距离越远的星系远离我们的速度越快。这正是一幅宇宙膨胀的图像。

1932年，勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。

20世纪40年代，美国天体物理学家伽莫夫等人正式提出宇宙大爆炸理论。该理论认为，宇宙在遥远的过去曾处于一种极度高温和极大密度的状态，这种状态被形象地称为“原始火球”。以后，火球爆炸，宇宙开始膨胀，物质密度逐渐变稀，温度也逐渐降低，直到今天的状态。这个理论能自然地说明银河外天体的谱线红移现象，也能圆满地解释许多天体物理学问题。

1964年，美国人彭齐亚斯和威尔逊又发现了宇宙大爆炸理论的新的有力证据。该理论作为一门发展中的理论，虽然得到了绝大多数科学家的认同，但仍有一些解释不了的问题，需要进一步完善其理论体系。1965年，彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙背景辐射。后来他们证实，宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时留下的遗迹，从而为宇宙大爆炸理论提供了重要的依据。他们也因此获得了1978年的诺贝尔物理学奖。

提出并完善宇宙大爆炸理论的代表人物是霍金。其主要观点是，宇宙演化分为三个阶段：

第一阶段，宇宙的极早期，“太初第一秒”。这个阶段的时间特别短，短到以秒来计。宇宙处于一种极高温、高密的状态，除氢核——质子外，没有任何别的化学元素，只由质子、中子、电子、光子等基本粒子混合而成。随着宇宙迅速膨胀，温度急速下降。

第二阶段，化学元素形成阶段，大约经历了数千年。此时，宇宙间的物质主要是氦、氢等比较轻的原子核和质子、电子、光子等，光辐射很强，但没有星体存在。整个宇宙体系不断膨胀，温度很快下降。

第三阶段，宇宙形成的主体阶段，至今我们仍生活在这一阶段中。宇宙继续膨胀，温度不断降低。宇宙先后形成了各级天体，宇宙间的气态物质逐渐凝聚成星云，并逐渐演化成星系、恒星和行星，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的五彩缤纷的星空世界。

宇宙大爆炸理论在它诞生前后得到了一系列天文观测事实的支持，是有实际依据的，例如：星系红移、微波背景辐射、宇宙元素的丰度、宇宙的年龄等，成为大爆炸理论的重要证据。尤其是星系红移，即为宇宙膨胀的反映，微波背景辐射是宇宙大爆炸高温的直接遗迹。这些观测事实都使宇宙大爆炸理论越来越受到世人的关注。