如果你躺在露臺上，凝望著美麗的夜空，想知道這個美麗的宇宙是如何形成的，那你算是去對了地方。這是亞里士多德談論的“第一個原因”。最早的解釋告訴我們，全能的上帝創造宇宙完全是為了打發寂寞。當然，大多數人不相信這一點，對吧？

幸運的是，還存在一個更加科學，更有說服力的故事：大爆炸理論。

雖然宇宙學家和物理學家已經寫了一整本關於它的書，但是用一千字來解釋這一現象可能會是一項艱鉅的任務。因此我針對一些問題作出解釋。

什麼是大爆炸理論？

大爆炸理論是關於宇宙如何產生的主要解釋。不管聽起來多麼荒謬，正如你發現的那樣，它被廣泛接受，因為它最符合科學。它被其他一些理論所質疑，但作為最廣泛接受的宇宙學觀點而盛行。這不是指情景喜劇。

比利時羅馬天主牧師喬治·勒邁特最早提出這一觀點時，天文學家埃德溫·哈伯於1924年發現星系正在不斷分離，意味著宇宙在不斷膨脹，這與愛因斯坦的宇宙靜止論相反。

宇宙從奇點膨脹。

在整個場景中，喬治斯意識到，在某個時候，宇宙要小得多，因此，它隨後的膨脹可以追溯到一個單一的點，從這個點上看，宇宙爆炸了。大約140億年前，宇宙中所有的品質都集中在這個單一的點上。

我們如何得知大爆炸的發生？

CMBR是一種幾乎均勻的電磁波背景，可以在整個宇宙中看到。它是大爆炸遺留下來的熱量，充斥著整個天空。這也是我們能看到的最古老的光。然而，我們的眼睛看不到它，因為光已經傳播了數十億年，這延長了它的波長或紅色移動”它從紫外線和可見光到微波波段。

左：電磁頻譜。右圖：存在於我們上方的CMBR，但肉眼看不見。

它的發現是為確定宇宙的形狀或“幾何”而進行的一項實驗的一部分，並由天基望遠鏡威爾金森微波各向異性探測儀（WMAP）測量微波輻射。

運動中的WMAP，測量空間各個方向的微波，在地球表面沒有任何環境干擾。

CMBR為我們展現了一幅微觀宇宙的場景，它已誕生將近10萬年。起初，由於熱量過多，宇宙處於等離子體狀態，充滿了電離氣體，散射光子，使其不透明。直到冷卻下來，電子才聚集在一起，形成基本元素。因此，這幅畫包含或多或少密集的“斑點”。

WMAP製作的CMBR精美絕倫。

CMBR告訴我們星系是如何和為什麼形成的。

研究CMBR能告訴我們什麼是大爆炸

讓我們再通過幾個問題來研究CMBR：

那些點是什麼呢？

紅色斑點是重力聚集形成的小品質的團塊，因此代表較低的能量，因為它們也吸引了光，吸收了它的一些能量。另一方面， 他的藍色斑點是相對不那麼密集的部分，代表更高的能量，由於缺少一定的重量從而能讓光線通過。

微小的斑點，表示CMBR地圖的小尺度上溫度的微小變化。

它們代表最微小的溫度變化。溫度的形成直接導致恆星和星系的形成，從而形成了生命。

考慮到上述觀點，這些微小的腫塊是怎麼形成的呢?

量子波動！量子力學以極小的尺度支配基本粒子的動力學，並告訴我們，與人們的普遍看法相反，真空不是“空的”，而是包含一個m 勢能的變化形式稱為量子漲落。

這些是虛擬粒子-反粒子對，就像幾個肥皂泡，從虛無中形成，然後相互湮滅，變成虛無。

等等，什麼？

是的，不管這聽起來多麼奇怪，它在數學上是可能的，並得到了海森堡不確定性原則的支援。

另外，為什麼地圖如此均勻？

更奇怪的是地圖在大尺度上的同質性。換句話說，考慮到地圖所包含的巨大區域，這些腫塊是如何在其他所有腫塊之間分配溫度的，甚至是宇宙角落裡的腫塊。

這種同質性困擾了宇宙學家一段時間，直到艾倫·古斯提出宇宙膨脹得很快，比光速還快，就在它突然出現之後。他把這個叫做膨脹，“宇宙暴脹”。

宇宙暴脹

宇宙暴脹是指高度加速的膨脹發生在10-36秒之後，並在10-32秒結束..在膨脹10-30倍後。通脹擴容空間快於光速！

通過足夠的時間，讓腫塊經歷一定的過程，分配他們的熱量，並達到一個統一的溫度，就像一杯咖啡在你的辦公桌上。通脹模型支撐小區域被拉伸到較大的區域，我們現在觀察到的，是經歷過均勻溫度的。

因此，宇宙能夠保持其均勻性，並給我們CMBR繪製的影象。相變提供了某種排斥力，贏得了與重力和分離物體的戰鬥，不管它們的品質如何。

但沒有什麼比光速更快的了，對吧？

嗯，有一個漏洞；沒有什麼能比光速更快地穿越太空。該法不考慮空間本身，因為膨脹擴大了空間，從而將兩個物體分開而沒有違反特殊相對論。

引起宇宙暴脹的原因仍不清楚，提出的理論範圍超出了本文的範圍。儘管如此，一個流行的理論是宇宙經歷了一個相變，將其隨機性轉換為有序，在這個過程中釋放出令人難以置信的能量，就像冰箱通過向周圍釋放熱量來凍結水一樣。

這種能量是通過在空間上做功和指數擴充套件來利用的。因此，爆炸本身就是宇宙暴脹。

著名宇宙學家斯蒂芬·霍金和勞倫斯·克勞斯提倡這樣一種觀點，即小泡沫隨機地冒進冒出。通過膨脹，我們看到了周圍令人難以理解的宇宙。

根據“大爆炸”理論概述宇宙誕生和進化的插圖。

把這些點連線起來，整個現象可以用這個例子來概括：

虛無是什麼？

這個問題，不管它聽起來有多玄，都是一個科學問題。然而，它太複雜了，還不能回答。量子漲落允許粒子隨意進出虛無，但只能是在真空的坩堝裡。

但話又說回來，真空是從哪裡來的？

即使什麼都不想也會讓我們不舒服。至少現在，這個令人困惑的問題的答案是...我們根本不知道。我們可以說的是，顯然，有什麼東西而不是什麼都沒有，因為，正如勞倫斯·克勞斯所說，“沒有什麼是簡單的...不穩定”。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

FY: Serein