《了不起的物理》| 宇宙是怎么来的？

宇宙是如何诞生的？有很多理论试图去回答这个问题，但目前全世界范围内，接受度最高的一种理论是：宇宙大爆炸理论（the Big Bang theory）。

所谓的宇宙大爆炸理论，讲的是宇宙诞生于130多亿年前的一场大爆炸，在大爆炸还没有发生的时候，万事万物都不存在，宇宙只是一个致密的几何奇点。

爆炸发生时，时间、空间诞生并开始扩散，整个宇宙就像一锅热汤，能量密度极高。随着继续扩大，宇宙开始冷却，并在万有引力的作用下，星系天体开始形成，听着是不是很耳熟？这样看来，好像盘古开天地和上帝创世这两个东西方神话都还挺有道理的。

单看宇宙大爆炸理论，感觉还是有点漫无边际，那为什么它会被广泛接受呢？因为它有几个佐证。

第一个佐证是哈勃定律。1929年，美国天文学家哈勃通过天文观测，发现所有星系都在远离我们，并且离我们越远的星系，远离我们的速度越快。

由此哈勃推测出，宇宙一直在膨胀，越变越大。既然宇宙越变越大，就说明它以前比现在小。如果运用极限思维，推理到极致，就能大胆地猜测，宇宙一开始应该是一个大小无限接近于零的奇点。也就是说，宇宙大爆炸理论的模型确实跟我们对宇宙变化规律的观测结果是吻合的。

第二个佐证是宇宙微波背景辐射。20世纪60年代有两个美国工程师，彭齐亚斯和威尔逊（Penzias & Wilson），他们通过射电天文望远镜接收到了一个奇怪信号。这个信号的特点是，不论你把望远镜指向哪个方向，这个信号的强度都差不多，没有显著的变化。

这说明该信号应当是从宇宙最深处传来的，否则应当有一个位置的信号是最强的。这个信号就是宇宙微波背景辐射。它的频率在微波范围内，并且在四面八方都有，是宇宙背景深处传来的信号，所以叫宇宙微波背景辐射。

既然宇宙微波背景辐射是从宇宙深处传来的，就可以理解为它是宇宙早期的信息，因为宇宙大爆炸早期的信息应当已经随着膨胀来到了宇宙边缘。

但不要忘了，由于宇宙在膨胀，微波背景辐射的信号源，也就是宇宙边缘，是在飞速远离我们的。因此我们接收到的，来自宇宙边缘的信号应当是存在“多普勒红移”的。

我们接收到的信号频率应当是降低了的，通过计算去反向推算出宇宙边缘发出信号的原频率，我们就能知道宇宙大爆炸之初是怎样一番光景了。

果不其然，根据计算，这些信号的原频率很高，反推出来，宇宙早期确实是处在能量密度很高的状态，如一锅热汤一般，这就与宇宙大爆炸理论的描述相吻合。

宇宙的膨胀和宇宙微波背景辐射，就是宇宙大爆炸理论在全球范围内拥有很高接受度的主要原因。

来源：严伯钧 《了不起的物理：拒绝乏味，和物理交个朋友》宇宙是怎么来的？