起源假說-從地球所在的太陽系，到銀河系的隸屬範疇宇宙

從大約46億年前的分子云在坍縮之後形成太陽和原行星盤，到整個太陽系中的其他行星和衛星等天體形成，再到行星海王星和天王星的原始位置發生遷移。正如大家現在所了解到的那樣，我們用星雲假說來解釋整個太陽系是如何誕生的，並在對年輕恆星的實際觀測研究中得到進一步印證。

眾所周知，所有依託地球資源生活的地球生命都位於太陽系之中，而照亮我們的恆星太陽又身處於中型恆星系統銀河系中。儘管地球的品質僅為其母恆星的三十三萬分之一，但太陽卻不過是銀河系中再普通不過的一顆恆星。而那些位於宇宙其他星系中的超大品質恆星，其品質甚至可以達到太陽的300倍左右。

雖然，人類對太陽系的演化有了更深入的認識，而系外行星的發現數量也達到了數千顆，但我們目前的探測技術仍然有限。比如，外星生命和地外文明的存在難以確定，而宇宙中有多少個像銀河系這般大小的宇宙島也猶未可知。那麼，為什麼宇宙形成於137億年的大爆炸，而非無始無終的恆定結構？大爆炸假說是如何戰勝恆穩態理論的？

什麼是宇宙恆穩態理論？

事實上，在人類對宇宙進行探索的歷史長河中，曾提出了多種關於宇宙起源的理論。而人們對宇宙的理解，也從古代創作出的神話故事，演變到通過現代科學中的物理定律來檢驗和證明。但即便是近代宇宙學中研究出的宇宙模型，也並不是只有被大家熟知的標準宇宙模型-大爆炸模型。

雖然，非標準模型不像標宇宙模型般具有唯一性，但穩態假說一定是其中最具有影響力的代表之一。宇宙恆穩態理論完美地避開了“奇點”的困擾，讓宇宙在時間和空間維度都不曾存在過某個開始的點，並無始無終的持續地創造著新生事物。簡而言之，不管是宇宙的過去、現在，還是未來，它在結構上都處於相同的狀態。

在著名科學家牛頓的鉅著中，他將空曠、且向個方向持續衍生的空間描述為包含了太陽系在內的宇宙。而所有位於宇宙中的物體在運動時的動力來源，則皆始於萬有引力原理。但在之後的時間裡，由於用造父變星來計算哈勃常數的時候數值偏大，而宇宙的年齡被明顯估算錯誤：畢竟地球的壽命都有46億年，而宇宙自身卻僅有20億年，這明顯不符合基本邏輯。

在穩態模型中，雖然宇宙中在日復一日的創造出新的物質，但就宇宙所包含的所有物質來說，密度並沒有因為時間的遞進而發生變化。不管我們將觀察的時間和地點置於宇宙中的什麼地方，可觀測的宇宙在本質上是完全無差別的。簡而言之，在無限的宇宙空間裡，所有位置在物質的分佈上都是均勻的，時間和位置皆為等價關係，宇宙影象不會因為觀察者的意識而轉移。

宇宙恆穩態理論的關鍵論點有哪些？

準確來說，穩橫態宇宙學的提出是在1948年的時候，而且是由3位年輕的天體物理學家所提出，他們分別福雷德·霍伊爾、邦迪和戈爾德。而且，這一觀點在當時還獲得了不少天文學家的支援，而主要依據則有以下幾點：

首先， 由哈勃觀測到星系資料所得出的宇宙膨脹速度存在時間尺度問題，距離值變大之後會導致膨脹速度呈現出規律性增加的特性。倘若宇宙是從狹小的空間開始演化，並以每兆帕秒500 km / 持續。那麼，這便意味著所有物質的膨脹時間，也就是宇宙的最大年齡只有20億年左右。顯而易見，該結果與古老岩石的放射性測年資料（約46億年）相矛盾。

其次，恆穩態理論將愛因斯坦的宇宙學原理進行了拓展，宇宙以大約每千億立方米每立方米一個氫原子的速度進行新物質的創造。早在1931年的時候，愛因斯坦就提出了會抑制重力的宇宙常數，且所有位於宇宙中的大規模結構都具有穩定、同質，以及各向同性的基本特徵。

同時，雖然宇宙大爆炸理論最先提出，但該理論當時並不能解釋星系是怎麼產生的；而恆穩態理論中物質的產生，則本就是一種再自然不過的事，且隨時都在發生著。而新物質的產生，以及觀測到的膨脹現象，則可以通過恆穩態的起伏解來解釋，物質在空間區域性的分佈為什麼會出現不均勻的現象。

另外，穩態宇宙學不能存在密度或溫度高的初始狀態，不存在奇點一說。而在穩態宇宙基礎上進行的超前勢和推遲勢研究中，只有推遲勢在實際觀測中得到印證，這也從間接角度支援了宇宙結構的恆定和無始無終。

為什麼宇宙形成於137億年的大爆炸，而非無始無終的恆定結構？

大爆炸假說最早始在1927年被提出，它的誕生時間比宇宙恆穩態理論早出21年的時間，但“大爆炸宇宙論”被理論創始人伽莫夫（美國物理學家）正式提出則是1946年。其實，大爆炸並不是真的發生了異常巨大的爆炸，而是宇宙體系在該時期快速瘋漲，致使其中的物質密度從密集變得稀疏。

客觀來說，不管是大爆炸宇宙論，還是宇宙恆穩態理論，它們本質上都是宇宙學領域中的不同學說。雖然，宇宙恆穩態理論也曾在一段時間裡被眾多天文學家和人們信奉，但終究還是在之後的時間裡被推翻。而大爆炸假說下的宇宙，則始於大約137億年前的奇點發生大爆炸併發生膨脹，我們現在看到的宇宙曾經歷過一段由熱變冷的階段。

毋庸置疑，宇宙恆穩態理論的確是大爆炸假說的勁敵，但這樣的局面在1950到1960的這十年間發生鉅變。隨著人類探測技術的進步，有越來越多的實際觀測結果開始傾向大爆炸假說，併成為了推翻穩態假說的證據：

在哈勃的實際觀測中所發現的星系紅移現象，說明了光波的波長變長。而光波的變長又是宇宙膨脹作用的結果，科學家們以此確定了許多星系的位置，以及不同星系之間大約間隔的距離。

當科學家們對射電星系和類星體進行觀測時，這些無線電源的發現地都位於距離地球特別遙遠的星系之中。也就是說，在這些與銀河系並不相鄰的星系中，研究人員能夠探測到類星體的無線電源，這說明很多星系都因為時間的流逝而逐漸變成無聲的存在。但它們遠去所導致的不易被人發現，並不意味著它們不是真實存在的宇宙物質。

1961年，研究人員在蒐集了大量無線電源資料之後，統計分析結果顯示星系中明亮無線電的分佈並不均勻。這無疑給宇宙恆穩態理論致命一擊，因為實際觀測已印證宇宙空間中物質的分佈存在差異性，而並非恆定不變。

事實上，1964年發現的CMB（宇宙微波背景），則是推翻宇宙恆穩態理論的主要論據。與此同時，以哈勃太空望遠鏡為代表的觀測結果更發現，宇宙膨脹在過去的數十億年時間中一直在加速。改進之後的哈勃常數，將宇宙膨脹率預估到了每Mpc 43.5至46 mps，3%誤差範圍與宇宙大約138億年齡的實際觀測結果高度一致。

時至今日，縱然仍有一部分天體物理學家、或宇宙學家在體長宇宙恆穩態理論，又或是在穩態理論上演化出的新變體。但是，就目前的研究來看，它並不大可能會替代宇宙大爆炸理論來解釋宇宙的誕生。

而且，隨著2014年宇宙原初引力波存在的證據被發現，再加上2個大約太陽品質30倍的黑洞、在13億年前發生合併後所形成的引力波被觀測到，在如此多的實際觀測證據讓大爆炸假說所面對的質疑點越來越少。

雖然，大爆炸本身也是宇宙學上的一種假說，但它的科學性卻在越來越多的實際觀測中被印證。這也是為什麼在眾所宇宙起源假說中，大爆炸理論能夠脫穎而出、並被更多當代人信服的根本原因。