許多偉大的思想家都曾思考過(guò)宇宙的起源及其命運(yùn)，但其中有些最重要的問(wèn)題仍未解決。雖然宇宙大爆炸經(jīng)常被誤認(rèn)為是一個(gè)單獨(dú)的事件，但它實(shí)際上仍在進(jìn)行中。這里是天文在線，今天我們將回答這個(gè)精妙的問(wèn)題：為什么宇宙大爆炸仍在發(fā)生？你是個(gè)追求真相的魔鬼嗎？

很多人都聽說(shuō)過(guò)宇宙大爆炸，但是這個(gè)理論究竟意味著什么？一個(gè)普遍的誤區(qū)是宇宙大爆炸解釋了宇宙的起源，但實(shí)際上并非如此。自人類誕生始，我們便試圖理解宇宙，但有些東西總是謎團(tuán)！宇宙大爆炸是說(shuō)——十八億年前——任何存在都被包裹在密度與溫度都無(wú)限的一點(diǎn)之中。最終，閘門打開，宇宙也展開。伴隨著逐漸的冷卻，宇宙依舊不斷展開得更多。

這個(gè)擁有無(wú)限密度與溫度的點(diǎn)被稱為奇點(diǎn)。奇點(diǎn)也被認(rèn)為實(shí)際上存在于我們的宇宙之中，位于黑洞的中心。因?yàn)楹诙从兄鴺O大的質(zhì)量，它的引力可以將任何周圍的東西拉向它，甚至是光。黑洞中心的引力奇點(diǎn)擁有幾近無(wú)限的密度。宇宙大爆炸理論假定宇宙曾經(jīng)被壓縮成一個(gè)終極奇點(diǎn)，它的質(zhì)量與引力足夠大，可以將所有物質(zhì)固定在一個(gè)極小的點(diǎn)內(nèi)。在奇點(diǎn)內(nèi)，物質(zhì)、能量，一切都被擠壓在一起。

與其他一切一樣，這個(gè)初始奇點(diǎn)也包括彼此之間無(wú)法區(qū)分的時(shí)間與空間。奇點(diǎn)內(nèi)儲(chǔ)存著極其豐富的熱量，然后在某個(gè)特定的時(shí)刻，宇宙開始膨脹冷卻。是什么引發(fā)了這次膨脹？宇宙大爆炸理論并未試圖回答這個(gè)問(wèn)題，但模型確實(shí)提供了關(guān)于宇宙歷史與可能未來(lái)的解釋。盡管理論名字如此，宇宙大概并非始于一個(gè)字面意義上的爆炸，相反，它是時(shí)空的迅速膨脹，在這此期間我們?cè)谟钪嬷兴吹降幕緲?gòu)成要素被創(chuàng)造了出來(lái)。并非一切都在遠(yuǎn)離中心點(diǎn)，而是宇宙中的一切都在遠(yuǎn)離其他一切。

換而言之，空間本身的規(guī)模正在增大。而另一方面，物理物質(zhì)是有限的。大爆炸宇宙論 [1] 可以追溯到愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，然而，反過(guò)來(lái)說(shuō)這又源于愛(ài)因斯坦對(duì)艾薩克·牛頓的萬(wàn)有引力定律的質(zhì)疑。廣義相對(duì)論表明，萬(wàn)有引力的本質(zhì)是存在的質(zhì)量對(duì)時(shí)空的彎曲 [2] ，盡管這只有當(dāng)涉及到巨大的物體時(shí)才會(huì)真正地值得注意。愛(ài)因斯坦最初支持的觀點(diǎn)是靜態(tài)的宇宙，但其他的研究學(xué)家，其中最顯著的是一位比利時(shí)牧師喬治·勒梅特[3]，導(dǎo)出了他的方程的解，暗示著宇宙正在膨脹。

第一個(gè)真正觀察到宇宙正在膨脹的是美國(guó)天文學(xué)家愛(ài)德文·哈勃[4]，他是建立在其同胞維斯托·斯利弗的工作基礎(chǔ)上的。1917年，斯利弗觀察到遙遠(yuǎn)的星系離地球越來(lái)越遠(yuǎn)。1929年，哈勃意識(shí)到這些星系不僅僅正在后退，還有它們正在以成比例的速度向外移動(dòng)遠(yuǎn)離我們。我們從何得知呢？秘密就在光之中。光就像聲音一樣以波的形式傳播?？梢韵胂螽?dāng)一輛汽車加速?gòu)奈覀兩砼燥w馳而過(guò)時(shí)所發(fā)出的聲音。隨著聲音的接近，每個(gè)聲波到達(dá)之間的時(shí)間就會(huì)越來(lái)越短。

然后當(dāng)汽車行駛離我們遠(yuǎn)去時(shí)，相反的情況發(fā)生，聲波的頻率會(huì)變得更低。這種現(xiàn)象被稱為多普勒效應(yīng)[5]，它也同樣適用于光，除了這一點(diǎn)，光是在顏色上的變化而不是在音調(diào)上。當(dāng)一個(gè)物體向觀察者移動(dòng)時(shí)，顏色會(huì)向光譜的藍(lán)色端移動(dòng)。當(dāng)他遠(yuǎn)離時(shí)，可以觀察到紅移[5]。遙遠(yuǎn)的星系都是紅移的，這意味著它們都在遠(yuǎn)離銀河系。通過(guò)觀察宇宙論的紅移，哈勃得知宇宙正在膨脹。與多普勒效應(yīng)不同的是，這種紅移并非是由于兩個(gè)物體之間的彼此遠(yuǎn)離，而是因?yàn)樗鼈冎g的空間正在擴(kuò)大。

來(lái)自與銀河系最近的螺旋星系[6]的光，需要超過(guò)200萬(wàn)年才能到達(dá)地球。在傳播的過(guò)程中，光的波常會(huì)擴(kuò)大。星系越遠(yuǎn)則紅移的時(shí)間就會(huì)越長(zhǎng)。因此，更遠(yuǎn)的星系在以更快的速度后退。雖然，紅移是支持宇宙膨脹理論最具說(shuō)服力的數(shù)據(jù)，但它并不是唯一的證據(jù)。在大爆炸發(fā)生約38萬(wàn)年之后，宇宙已經(jīng)膨脹及冷卻到足以讓原子形成。

周圍跳動(dòng)的自由電子逐漸減少，這意味著源自宇宙大爆炸的電磁輻射不再被散射。這束古老的光叫宇宙微波背景，現(xiàn)如今仍然能夠在整個(gè)宇宙觀測(cè)到它。宇宙微波背景是宇宙初期的重要?dú)埩粑?。在過(guò)去的138億年間，宇宙微波背景已經(jīng)明顯冷卻下來(lái)；更為重要的是，輻射的溫度與其所處位置無(wú)關(guān)，無(wú)論處于宇宙邊緣還是銀河系，輻射溫度大致都是相等的。

好吧——所以宇宙正在膨脹。

但膨脹的盡頭是什么呢？

一切物質(zhì)最終都會(huì)慢下來(lái)嗎？

或是在我們可預(yù)見的未來(lái)看不見終點(diǎn)？

最初，科學(xué)家們認(rèn)為：由于宇宙的巨大質(zhì)量，引力可能會(huì)減緩膨脹的速率，甚至有可能把膨脹逆轉(zhuǎn)為大擠壓。但在1998年，大量對(duì)遙遠(yuǎn)超新星的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，宇宙在不斷加快膨脹。

為什么會(huì)這樣？

在這點(diǎn)上，人們所知甚少，但一些科學(xué)家認(rèn)為暗能量可能是原因所在。雖然恒星和星系體積巨大，但普通物質(zhì)只占宇宙的5%左右。剩下的95%被認(rèn)為是暗物質(zhì)和暗能量，但它們的存在仍然是個(gè)謎。光是暗能量就占了宇宙總能量的68%。

一種理論認(rèn)為：暗能量實(shí)際上是“虛空”空間所特有的，宇宙膨脹它也隨之而增加。反過(guò)來(lái)，這種能量促使了膨脹速率的增大，形成了一個(gè)只能持續(xù)加速的互促循環(huán)。

這也意味著，實(shí)際上我們要面對(duì)的是“大撕裂”而不是“大擠壓”。

隨著膨脹持續(xù)加速和星系的漂移，宇宙會(huì)被一直拉伸，直到原子開始分裂。

無(wú)論未來(lái)會(huì)發(fā)生什么，宇宙大爆炸是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，它能追溯到宇宙的最開始。已觀測(cè)到的星系發(fā)出的紅移光以及逐漸冷卻的宇宙背景輻射，告訴我們宇宙只會(huì)變得越來(lái)越大。

而這就是宇宙大爆炸仍在發(fā)生的原因所在。

參考資料：

[1] 大爆炸宇宙論（The Big Bang Theory）：主要觀點(diǎn)是認(rèn)為宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個(gè)時(shí)期里，宇宙體系在不斷的膨脹，使物質(zhì)密度從密到稀的演化如同一次規(guī)模巨大的爆炸。

[2] 廣義相對(duì)論（General Relativity）：是描述物質(zhì)間引力相互作用的理論。其基礎(chǔ)由阿爾伯特·愛(ài)因斯坦于1915年完成，1916年正式發(fā)表。這一理論首次把引力場(chǎng)等效成時(shí)空的彎曲。

[3] 喬治·愛(ài)德華·勒梅特：（1894年7月17日－1966年6月20日），比利時(shí)神父、宇宙學(xué)家。

[4] 愛(ài)德文·鮑威爾·哈勃：（Edwin Powell Hubble，1889年11月20日—1953年9月28日），美國(guó)著名天文學(xué)家，研究現(xiàn)代宇宙理論最著名的人物之一，河外天文學(xué)的奠基人和提供宇宙膨脹實(shí)例證據(jù)的第一人。他發(fā)現(xiàn)了大多數(shù)星系都存在紅移的現(xiàn)象，建立了哈勃定律，被認(rèn)為是宇宙膨脹的有力證據(jù)。同時(shí)，他也是星系天文學(xué)的創(chuàng)始人和觀測(cè)宇宙學(xué)的開拓者，被稱為星系天文學(xué)之父。

[5] 多普勒效應(yīng)： (Doppler effect) 是為紀(jì)念?yuàn)W地利物理學(xué)家及數(shù)學(xué)家克里斯琴·約翰·多普勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他于1842年首先提出了這一理論。主要內(nèi)容為物體輻射的波長(zhǎng)因?yàn)椴ㄔ春陀^測(cè)者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生變化。在運(yùn)動(dòng)的波源前面，波被壓縮，波長(zhǎng)變得較短，頻率變得較高（藍(lán)移blue shift）；在運(yùn)動(dòng)的波源后面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相反的效應(yīng)。波長(zhǎng)變得較長(zhǎng)，頻率變得較低（紅移redshift）；波源的速度越高，所產(chǎn)生的效應(yīng)越大。根據(jù)波紅（或藍(lán)）移的程度，可以計(jì)算出波源循著觀測(cè)方向運(yùn)動(dòng)的速度。

[6] 螺旋星系（Spiral Galaxy)：是由大量氣體、塵埃和又熱又亮的恒星所形成，有旋臂結(jié)構(gòu)的扁平狀星系。螺旋星系是具有漩渦結(jié)構(gòu)的河外星系，在哈勃的星系分類中用S代表。

by：Yn_1324，?!?，瓦坎達(dá)中國(guó)分瓦