Question

宇宙大爆炸是什么？宇宙大爆炸是怎么发现的？

Answer 1

科学家加莫夫于20世纪中叶提出了宇宙大爆炸的学说，他为什么会如此奇思异想呢？这点从1929年说起，美国天文学家哈勃在一次研究中偶然发现，河外星系中的绝大多数星系都会逐渐地远离地球所在的银河系，由此可以进一步的推断，宇宙正在发生变化，它在逐渐的膨胀，宇宙间各星系彼此之间已经越来越远，加莫夫由此逆向推断得出这样一个结论。

如果时间倒流，那么在某个很早的时间，这些星系有可能是挤成一团的状态。然而这些挤成一团的物质怎么会演变成为许多的碎片呢？

最合理的解释就是宇宙曾经发生过大爆炸，1948年的4月加莫夫与天体物理学家阿尔弗贝特共同撰写了一篇关于宇宙起源的文章，文章说，在2000亿年前，我们的宇宙的空间极其的微小，其中所有的物质都紧紧地挤在宇宙蛋或者是原始火球内，其温度高达10^12次方摄氏度。

突然有一天原始火球发生了大爆炸，一个新的宇宙就从这一刻起开始孕育，这个时候的宇宙中还没有太阳，地球和月亮，这些天体只有高能量的粒子，但宇宙这种状态存在的时间连一秒都不到，爆炸之后的宇宙其温度开始骤然下降，当温度下降了大约100亿摄氏度时，宇宙演化就进入了另一个的阶段。

随着温度继续降低，开始出现了原子分子之后，这些原子分子又演化成为气体云、行星、恒星等多种天体，都是气体云长期演化的产物。直到51亿年前，太阳系才真正地形成了。加莫夫的这篇文章一经发表，就极大程度地影响了科学界，成为现代宇宙学中的经典文献之一，并引起了世界性的轰动。所以后来人们就把最初那次爆炸性的宇宙开端称为大爆炸。

加莫夫还预言宇宙大爆炸后，随之而来的反应是宇宙存在一种微波辐射。在这个过程中，辐射的波长逐渐的由短到长，强度也由强变弱，直到变成了微波辐射。世界各地的科学家们，为了证实家莫夫的预言，开始在茫茫的宇宙中探寻大爆炸的遗迹。

射电天文学家还运用雷达技术探测来自宇宙的这种微波辐射，但是仍没有获得实质性的进展。直到1965年，宇宙大爆炸的语境终于被美国的彭吉亚斯和威尔逊这两位工程师发现了。

彭吉亚斯和威尔逊刚开始时是在研究如何改进人造卫星通讯。为了避免干扰卫星通讯的一切因素，特别是无线电噪声源，他们架起了一个喇叭形状的高灵敏度定向接收天线系统。在一一估算了所有的噪声源之后，他们意外地发现了一个噪声，他们无法消除这种噪声。更难以理解的是造成的变化没有方向性，也没有周期性，它并不随季节的交替而变化，这就说明了它与太阳毫无关系。

两位工程师百思不得其解，把天线拆装了好几遍，却依然能够受到这种奇怪的噪声，噪声引起了彭吉亚斯和威尔逊的兴趣。他们反复的试验，最终得出了一个结论，这种噪声在微波波段绝不是来自人造卫星。而就在这个时候，美国普林斯顿大学的一篇论文引起了彭吉亚斯的注意。

文中提到在我们的太空中充满了早期宇宙大爆炸后的残余辐射，即宇宙背景辐射，这种辐射会产生微波噪声。彭吉亚斯看过这篇论文后，立刻就与负责该论文研究课题的迪克教授通了电话，迪克马上就意识到彭吉亚斯的发现可能正是自己长期以来正想要探寻的结果。

迪克的研究小组在半年之后使用了更先进的仪器，观测宇宙微波背景辐射，并很快就取得了进展。目前科学家们已经成功的测算出了宇宙微波背景辐射的实际辐射温度。大多数的科学家们认为，当年宇宙大爆炸的余烬就是彭吉亚斯和威尔逊探测到的微波背景辐射，而美国天文学家斯莱福早在1912年到1917年期间，用望远镜观测天体时就出乎意料的发现，在他研究的15个星系中，有13个星系都在离开我们，这些星系退行的速度平均每秒可以达到6000多千米，哈勃在几年后用更先进的望远镜观测天体，他发现星系与我们的距离越远，它的推行速度就越大，这个速度与距离的关系被称为哈勃定律。

​作为验证宇宙膨胀工作的开始阶段，勃定律所涉及的星系的数目、视向速度和距离都很有限。所以当时对于哈佛定理的含义以及心系都在退行的问题，人们一直都迷惑不解，心系越远退行速度就越快，这一奇怪的现象也让科学家们难以理解。

比利时的物理学家勒梅特对宇宙膨胀进行了研究，认为膨胀总是从一个特殊的端点开始的，于是他进一步地提出宇宙起源的设想，认为宇宙起源于一个原初原则。他的这种设想也就是后来人们常常说的宇宙蛋，由于宇宙蛋很不稳定，结果在一次大爆炸中，宇宙蛋碎裂成了无数的碎片，逐渐就演变成了千千万万个星系，在最初这场宇宙大爆炸发生200多亿年后，就留下了现在的星系退行现象。

1930年英国著名的天文学家爱丁顿根据了美特的宇宙，但理论开始对河外星系普遍退去进行了解释，他认为星系的退行是由于宇宙的膨胀效应，而哈勃定律的发现也恰好揭示了宇宙正在膨胀，宇宙膨胀现象的发现可以帮助我们弄清许多的问题。

比如说夜晚天空为什么是黑的？我们的宇宙和他所有的恒星星系都是有限的，由于这些有限的天体距离地球十分的遥远，他们发出的光线十分的微弱，所以夜晚的天空是黑的。简单的说黑夜是宇宙膨胀造成的结果。