探索宇宙的起源：宇宙是什麼時候、如何形成的？

宇宙，是所有天體共同的家園。但宇宙是什麼時候、如何形成的？千百年來，一直是人類探討的話題，並隨著人類文明的進步和科學技術的發展而逐步加深。20世紀初期，人們開始科學地探討宇宙的起源，科學家提出了「宇宙大爆炸理論」。今日之宇宙是在大約150億年前發生的一次無比壯觀的大爆炸中形成的。

20世紀以來，有兩種「宇宙模型」比較有影響。一是穩態理論，它認為宇宙在大尺度上的物質分布和物理性質是不隨時間變化的，是穩恆不變的。不僅在空間上是均勻的，各向同性的，而且在時間上也是穩定的。另一類叫演化態模型，它認為宇宙在大尺度上的物質分布和物理性質是隨時間在變化的。1917年，愛因斯坦運用他剛創立的廣義相對論建立了一個靜態、有限、無界的宇宙模型，奠定了現代宇宙學的基礎。但在眾多的宇宙模型中，目前影響較大的是熱大爆炸宇宙學說。

喬治·伽莫夫（1904～1968），美籍俄裔物理學家、天文學家、科普作家，熱大爆炸宇宙學模型的創立者。它在1948年提出宇宙大爆炸理論。這一理論認為，宇宙開始是個高溫緻密的火球，它不斷地向各個方向迅速膨脹。當溫度和密度降低到一定程度，這個火球就會發生劇烈的核聚變反應。隨著溫度和密度的降低，宇宙早期存在的微粒在引力作用下不斷聚集，最後逐漸形成今天宇宙中的各種天體。

在爆炸發生之前，宇宙內的物質和能量都聚集到了一起，並濃縮成很小的體積，溫度極高，密度極大，之後發生了大爆炸。大爆炸使物質四散出去，宇宙空間不斷膨脹，溫度也相應下降，後來相繼出現在宇宙中的所有星系、恆星、行星乃至生命，都是在這種不斷膨脹冷卻的過程中逐漸形成的。

20世紀20年代後期，愛德溫·哈勃發現了紅移現象，說明宇宙正在膨脹。60年代中期，阿爾諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜發現了」宇宙微波背景輻射」。這兩個發現給大爆炸理論以有力的支持。另一重要證據是空氣中氫氣和氮氣的比例。最新的科學測算表明，當前宇宙中氫和氮的比例與大爆炸殘餘物中的氫氮比例相差不多。假如宇宙沒有開端，是永恆存在的，那麼宇宙中的氫早就該被消耗殆盡，全部轉化為氮了。現在，大爆炸理論廣泛地為人們所接受。

1929年，哈勃發現了星系紅移與它的距離成正比，建立了著名的哈勃定律。這一定律揭示宇宙是在不斷膨脹的。這種膨脹是一種全空間的均勻膨脹。因此，在任何一點的觀測者都會看到完全一樣的膨脹，從任何一個星系來看，一切星系都以它為中心向四面散開，越遠的星系間彼此散開的速度越大。

紅移在物理學和天文學領域，指物體的電磁輻射由於某種原因波長增加的現象。在可見光波段，表現為光譜的譜線朝紅端移動了一段距離，即波長變長、頻率降低；相反的，波長變短、頻率升高的現象則被稱為藍移，通常認為它是多普勒效應所致，即當一個波源（光波或射電波）和一個觀測者互裙快速運動時所造成的波長變化。

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