如何證明發生過宇宙大爆炸？夜空是黑色 宇宙在膨脹
據國外媒體報道，約138億年前，如今的可觀測宇宙還僅有一個桃子大小，且溫度超過1萬億攝氏度。
這話聽起來簡單，但非常大膽，做出這樣的論斷也並非易事。就在一百年前，人們還認為這種說法極為荒謬。而如今我們說出這樣的話，卻覺得稀鬆平常。但正如科學界常態一般，像這樣的論斷看似簡單，其實包含了無數證據。這些證據相互獨立，卻都指向同一個結論——在本文中便是宇宙大爆炸，即宇宙起源的模型。
但光說不算，下面列舉了五點支持宇宙大爆炸理論的證據。
1、夜空是黑色的
設想一下，我們生活在無論是時間還是空間均沒有盡頭的宇宙中。恆星的光芒始終向四面八方照耀，過去和未來都始終如此。這意味著無論你朝夜空中看向何處，都能看到一定距離之外的某顆恆星。假如宇宙無限大，就必然會出現這樣的結果。而假如宇宙的時間沒有起點、亘古如此，那麼光線從這顆行星抵達地球必將經歷很長時間。就算中間有塵埃擋路，也不會削弱由無數顆恆星在無限大的宇宙中累積起的星光。
假如真是這樣，夜空應該明亮得耀眼才對。但事實剛好相反，宇宙幾乎一片黑暗，虛無，空曠，一無所有。這正是我們心目中對太空的印象。
德國物理學家海因里希·奧伯斯(Heinrich Olbers)也許並不是首個發現這一明顯悖論的人，但他的名字卻與之掛了鉤：人們將其稱為奧伯斯佯謬。有沒有簡單的解釋呢?有：要麼宇宙的空間有限，要麼時間有限，要麼時空都有限。
2、類星體的存在
上世紀五六十年代，高精度射電望遠鏡剛剛問世，研究人員便注意到了宇宙中存在一些詭異的強射電源。通過大量天文學研究，科學家判定，這些「類型射電源」、又稱「類星體」其實是非常遙遠、同時極為明亮和活躍的星系。
這裡最重要的一點，便是結論中「非常遙遠」這條描述。由於光的傳播需要時間，我們見到的恆星和星系並不是它們此時此刻的模樣，而是數千年前、數百萬、甚至數十億年前的樣貌。這就意味著，我們朝宇宙中探索得越遠，就相當於追溯到更古老的過去。我們在遠處宇宙中發現了許多類星體，說明此類星體在幾十億年前十分常見。但在我們的鄰域宇宙、即更年輕的宇宙中，則幾乎找不到任何類星體。而假如年輕宇宙中也存在類星體，我們在鄰近宇宙中本應發現更多類星體才對。
結論很簡單：過去的宇宙與今日不同。
3、 宇宙在膨脹
我們生活在一個不斷膨脹的宇宙中。就整體而言，星系都在不斷遠離彼此。誠然，由於一些殘留的引力影響，小範圍內天體也會發生碰撞，就像銀河系將在幾十億年後與仙女座相撞一樣。但在大範圍內，宇宙膨脹是不爭的事實。這是天文學家埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)在20世紀早期發現的現象。
在不斷擴張的宇宙中，規則非常簡單。每個星系都在遠離(幾乎所有)其它星系。遠處星系發出的光線會發生紅移，即光線波長增加，從其它星系的角度來看便變得「更紅」。你也許會以為這是由於單個星系加速運動造成的，但這種說法從數學來看無法說通。
某一特定星系的紅移值與它和觀察者之間的距離成正比，當距離翻倍時，紅移值恰好也會隨之翻倍。如果僅用星系運動來解釋該規律，只能說明宇宙中的所有星系都「同意」遵守這一運動模式，聽上去頗有陰謀論的感覺。
但除此之外，還有另一種更簡單的解釋：星系遠離彼此，其實是由於星系之間的空間擴張所致，與星系本身的運動無關。
我們生活在一個不斷變化的宇宙中。過去的宇宙比今日要小，未來的宇宙則比今日更大。
4、殘餘輻射
讓我們來做個遊戲。假設宇宙過去比現在小，就意味著過去宇宙密度更大，溫度更高。因為宇宙中的所有物質都被局限在一處狹小的空間中，密度越大，溫度也自然越高。
如果宇宙的體積小到一定程度，如只有目前的一百萬分之一，所有物質便會被緊緊壓在一起，形成等離子體。在這一狀態下，電子將不受原子核的束縛，以自由電子的形式存在。此時，所有物質都暴露在極強的高能輻射中。
但隨著嬰兒期的宇宙逐漸膨脹，溫度也隨之降低。當宇宙冷卻到某一程度時，電子突然在原子核周圍聚集，形成了首批氫原子和氦原子。此時極強的輻射在剛剛形成的、幾近透明的宇宙中自由穿梭，絲毫不受拘束。而隨著宇宙進一步擴張，剛離開光源時接近白熱化的光逐漸冷卻，一直降低到接近絕對零度，此時光線的波長落在了微波波段範圍內。
如果用微波望遠鏡瞄準天空，我們能看到什麼呢?答案是，從四面八方圍繞著我們的宇宙背景輻射，且在各方向上分布得近乎均勻(差異度僅為10萬分之一)。這就像看到宇宙「嬰兒時期」的照片，又像收到從亘古之初寄來的明信片。這些光線的年齡幾乎和宇宙本身一樣久遠。
5、元素構成
把時間撥回到宇宙微波背景形成之前。在某一個時刻，宇宙中的物質密度高到連質子和中子都尚未出現，只有它們的基本成分夸克和膠子，這些物質構成了一鍋「粒子湯」。但在宇宙形成後的最初幾分鐘內，隨著宇宙膨脹、冷卻，氫和氦等輕原子核逐漸凝結誕生。
如今我們對核物理已有了較為充分的了解，也可以藉助這一知識估測宇宙中輕元素的相對總量。估測結果顯示，在當初那鍋不斷凝結的「粒子湯」中，約包含四分之三的氫，四分之一的氦，以及少量「其它元素」。
而天文學家發現，宇宙恰好由約四分之三的氫、四分之一的氦、以及少量「其它元素」構成。正好與物理學家對宇宙誕生時的估測相吻合。
當然，除此之外還有更多證據。要證明宇宙大爆炸理論，本文所舉的這些例子僅僅是開了個頭。畢竟，眾多相互獨立的證據鏈均指向同一結論：宇宙年齡約138億年，它一度只有一個桃子那麼大、同時溫度高達1萬億攝氏度。
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