宇宙大爆炸理论 大爆炸宇宙论

2024年3月22日发(作者：庆佳节)

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宇宙大爆炸理论 大爆炸宇宙论

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爆炸之初，物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙

爆炸之后的不断膨胀，导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却，逐步形成原子、

原子核、分子，并复合成为通常的气体。宇宙大爆炸理论气体逐渐凝聚成星云，星云进一

步形成各种各样的恒星和星系，最终形成我们如今所看到的宇宙。“宇宙并非永恒存在，

而是从虚无创生”的思想在西方文化中可以说是根深蒂固。虽然希腊哲学家曾经考虑过永

恒宇宙的可能性，但是，所有西方主要的宗教一直坚持认为宇宙是上帝在过去某个特定时

刻创造的。像历这种奇怪的现象，是因为当时的科学界受进化论推翻“上帝创造论”的哲

学思潮影响，盲目地反对传统理论，不承认如《圣经》所言，宇宙是有一个起点的。这一

时期的西方科学界普遍坚持宇宙和物质是恒定不变、无始无终的。因此对于所有涉及说宇

宙和万物都“有一个起点”的理论一概不予承认。包括像爱因斯坦这样的大科学家也受其

影响。爱因斯坦在总结引力场方程，发现这个Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv的公式将推导出宇宙

其实是一个有着从未停止的物质变化的动态宇宙，于是在该公式中又强加了一个“宇宙常

数”，以维持静态宇宙的计算结果。也就是说，最初的场方程其实是这样的：∧

gμv+Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv，其中常数“∧”为宇宙常数。但是自从1922年美国天文学

家埃德温·哈勃开始观测到到“红移现象”开始，有关“宇宙膨胀”的观点开始形成。

1929年，埃德温·哈勃总结出了一个具有里程碑意义的发现，即：不管你往哪个方向

看，远处的星系正急速地远离我们而去。宇宙大爆炸理论换言之，宇宙正在不断膨胀。这

意味着，在早先星体相互之间更加靠近。事实上，似乎在大约100亿至200亿年之前的某

一时刻，它们刚好在同一地方，所以哈勃的发现暗示存在一个叫做大爆炸的时刻，当时宇

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宙无限紧密。

听闻此事的爱因斯坦很快来到哈勃工作的威尔逊天文台，在哈勃的带领下亲自进行了

红移现象的观测。访问结束后，爱因斯坦公开承认了自己主观意识影响科学结论的错误，

并去掉了场方程中的宇宙常数，于是就有了我们今天所熟知的爱因斯坦场方程。1948年前

后，伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。这个创生宇宙的大爆炸不是习见于地球上发生

在一个确定的点，然后向四周的空气传播开去的那种爆炸，而是一种在各处同时发生，从

一开始就充满整个空间的那种爆炸，爆炸中每一个粒子都离开其它每一个粒子飞奔。事实

上应该理解为空间的急剧膨胀。”整个空间”可以指的是整个无限的宇宙，或者指的是一

个就象球面一样能弯曲地回到原来位置的有限宇宙。

根据大爆炸宇宙论，早期的宇宙是一大片由微观粒子构成的均匀气体，温度极高，密

度极大，且以很大的速率膨胀着。这些气体在热平衡下有均匀的温度。这统一的温度是当

时宇宙状态的重要标志，因而称宇宙温度。气体的绝热膨胀将使温度降低，使得原子核、

原子乃至恒星系统得以相继出现。

爆炸简史

大爆炸开始时：约150亿年前，极小体积，极高密度，极高温度，称为奇点。空间和

时间诞生于某种超时空——部分宇宙学家称之为量子真空，其充满着与海森堡不确定性原

理相符的量子能量扰动。

大爆炸后1043秒：约1032度，宇宙从量子涨落背景出现，这个阶段称为普朗克时

期。在此之前，宇宙的密度可能超过每立方厘米1094克，超过质子密度1078倍，物理

学上所有的力都是一种。在这个阶段，宇宙已经冷却到引力可以分离出来，开始独立存在，

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