第四节 宇宙大爆炸理论

一、宇宙大爆炸理论介绍

“大爆炸宇宙论”（The Big Bang Theory）是现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点认为：宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。

“大爆炸宇宙论”（The Big Bang Theory）认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年，比利时天文学家和宇宙学家勒梅特（Georges Lemaître）首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年，美国天文学家哈勃，根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。

“大爆炸宇宙论”是现代宇宙学中最有影响力的一种学说。它的主要观点是认为：宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。该理论的创始人之一是伽莫夫。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。上世纪末，对Ia超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，因为宇宙可能大部分由暗能量组成。 

验证阶段

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，而近处的星系正在向我们靠近。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，当时宇宙处于一个密度无限大的奇点。

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（Einstein Field Equation）。

证据：美国哈佛-史密森天体物理学中心等机构物理学家利用架设在南极的BICEP2望远镜，观测宇宙大爆炸的“余烬”—微波背景辐射。微波背景辐射是由弥漫在宇宙空间中的微波背景光子形成的，计算表明，原初引力波作用到微波背景光子，会产生一种叫做B模式的特殊偏振模式，其他形式的扰动，都产生不了这种B模式偏振，因此B模式偏振成为原初引力波的“独特印记”。观测到B模式偏振即意味着引力波的存在。

二、疑点：

（1）、宇宙大爆炸理论建立于红移理论，红移只能说明从地球上观测星系大多都离我们远去，远去是相对的，就有两种可能，一种是星系离我们远去，第二种是地球离星系远去，如果银河的中心黑洞吸引着银河系的所有星系向中心聚集，那么地球就在远离遥远星系，为什么不能理解成银河系在缩小呢？何况红移理论本身就存在很多问题，有待于论证，红移理论为宇宙大爆炸理论提供了理论依据，宇宙大爆炸理论为红移理论提供了观测证据，这难道不是典型的循环论证吗？

（2）、微波背景辐射只能证明宇宙中在137亿年前曾经发生过爆炸，但不能证明大爆炸理论是正确的，逻辑关系不对。宇宙中有可能发生过多次爆炸，难道就能生成多个宇宙了吗？

（3）、奇点的物质和能量从哪里来的？是如何聚集的，奇点以前的时间到哪里去了，难道一声爆炸，炸出了物质，炸出了能量，还炸出了时间？这不符合哲学。

（4）、物质的生成和体积的膨胀，自相矛盾，在0.1秒的时间内体积剧烈膨胀，就说明物质在迅速的分离，可是在0.1秒的时间内，物质的生成又要求物质要迅速的碰撞，二者自相矛盾。

（5）、大爆炸理论认为：宇宙中的原子都是在0.1秒内生成的，那么地球上所有放射性同位素的测定都应该是137亿年才对啊，可是为什么大多数元素的放射性同位素测定，只有20---40亿年呢？