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许多教科书和科学教育家都试图将大爆炸描述为宇宙的诞生——在特定时刻发生的爆炸性开始，创造出物质并将其像手榴弹的弹片一样抛入虚空。

但大爆炸并不是真正的创造时刻——更像是其后果。大爆炸并不是从某个特定位置出现的，而且这不是爆炸——至少不是传统意义上的爆炸。

流行文化——以及宇宙学家，不情愿地——犯了一个不幸的错误，为这个甚至让人想起火药爆炸的声音的理论起了一个名字。所以…？

“人们常说，我们现在可以观察到的整个宇宙曾经被压缩成高尔夫球大小的体积，”诺贝尔奖获得者天体物理学家、高级项目科学家约翰·马瑟写道。的， 在一篇文章为了Theedge.org。 “但我们应该想象，高尔夫球只是当时无限宇宙的一小部分。”

大爆炸理论描述了一个事件现存的太空——当时更热、更稠密、更小——突然迅速地开始伸展。原始宇宙是一锅由微小粒子、光和能量组成的滚烫炖牛肉，但随着它的膨胀，空间冷却到足以允许发生，例如形成原子和元素。今天，扩张仍在继续。

就是这样。它没有表明扩张之前的条件是什么。它不假设宇宙正在膨胀成什么。它甚至没有解释最初导致扩张的原因。尝试将这一事件想象为爆炸可能会导致一些错误的结论，这是有原因的。

伊利诺伊州费米实验室的高级科学家唐·林肯 (Don Lincoln) 表示：“没有一位有信誉的科学家会声称我们详细了解宇宙开始时发生的事情。我们只是不知道。”一个视频。 “尽管我们并不知道宇宙是如何开始的一切，但我总是对我们知道的如此多的事实感到震惊。”

大爆炸属于可见的宇宙

要理解大爆炸以及马瑟之前的评论，首先要澄清这一理论适用于可见的宇宙，而不是整个宇宙。可见宇宙是一个以我们从地球角度观察的宇宙气泡，其半径由光速决定。整个泡沫约920亿宽的。

气泡的大小不是由望远镜的射程决定的，而是由光的字面限制决定的。存在一个最大距离光子可以旅行到宇宙时代的观察者那里。这个边界被称为宇宙光地平线：任何超越它的潜在信号都没有时间到达我们——而且它们永远不会，甚至在未来数十亿年也不会。这是因为在一定的极限距离上，遥远的物体后退的速度比光速还快。

那么这个泡沫之外还有什么呢？没有人知道，因为它是看不见的，但科学家可以推测还有更多的宇宙。毕竟，随着空间的膨胀，科学家们意识到，每一秒都有数以千计的恒星正在逃离我们的视野，超出地平线。

大爆炸到底发生在哪里？

大爆炸应该被认为是时间上的一个“点”，但不是发生在特定的地方。天文学家经常说大爆炸无处不在，如果你一直认为大爆炸就像一颗引爆的炸弹，那么这是一个令人困惑的想法。

相反，想象一个假设的场景，其中空间被浓缩在一个斑点内，就像针头大小的气球一样。然后想象一下这个小气球不知何故膨胀成橙子大小。在这个类比中，你可以开始理解为什么大爆炸没有“原点”：没有任何东西留在针头开始的地方；针头点呈指数级变大。

这就是为什么许多天体物理学家说可知宇宙中的任何地方都可以被认为是宇宙的一部分的原因之一大爆炸的中心。根据该理论，并没有特定的地点被风吹走。

大爆炸并不是真正的爆炸

科学观察支持宇宙快速扩张与爆炸的观点。例如，如果发生了鞭炮式爆炸，将物质向外散射，则物理定律将规定，距离爆炸地点较远的碎片将比距离起始点较近的碎片移动得更快。

“那是因为远离鞭炮的物体必须移动得更快。这就是它们远离鞭炮的原因，”林肯说。

但这不是天文学家所看到的。在宇宙中，星系之间的空间不断增大，全部方向——不仅仅是相对于中心点。天文学家埃德温·哈勃，对于谁来说后来被命名为1929年发现的。

哈勃使用加利福尼亚州的 100 英寸胡克望远镜注意到，星系距离银河系越远，地球的家乡星系，它似乎退行得越快。他通过绘制 24 个附近星系的速度和距离得出了这一结论。该图显示，一切都在以与距离成正比的速度向各个方向均匀漂移。

扩张速度被称为哈勃常数。哈勃观测两年后，一位比利时天文学家兼牧师，乔治·勒梅特，利用这个前提发表了第一个类似大爆炸的理论来解释宇宙的起源。

天文学家如何知道宇宙正在膨胀

随着哈勃发现空间本身正在膨胀，科学家们已经能够估计宇宙的年龄。速度的公式（您可能在高中时已经学过）是距离除以时间。科学家已经知道星系的速度和距离，因此他们可以通过距离除以速度来计算出持续时间。

如果科学家们把时钟从现在倒回到已知宇宙中的一切都皱缩成那个瘪了的小气球的时候，它就会发生在大约。

因此，如果宇宙已有 138 亿年的历史，人们可能会错误地假设宇宙可见气泡的半径为 138 亿光年，总宽度为 276 亿光年。但宇宙并不是静止的，物体之间的距离也不是固定的。空间的膨胀解释了可见宇宙直径 276 亿光年和 920 亿光年之间的差异。

科学家推翻了宇宙大爆炸吗？

科学家们并没有反驳大爆炸理论，但他们从不同研究团队的测量中发现了膨胀率（哈勃常数）的差异。这种分歧被称为哈勃张力。

简而言之，基于对当前宇宙的望远镜观测的速度测量值略高于基于宇宙初期已知条件的预测值。在过去的几年里，天文学家认为有某种原因导致膨胀速度加快。研究使用韦伯望远镜发现膨胀率存在小但显着的差异很可能不是误算的结果而是宇宙的一个尚未被理解的方面。

当科学家们努力解开这个谜团时，大爆炸可能需要一些调整，但到目前为止，这种差异还没有颠覆底线，即空间曾经更小、更热，然后突然延伸，并且仍在膨胀。

早期宇宙的膨胀率

研究人员利用所谓的“婴儿宇宙”的数据计算了婴儿宇宙的膨胀率。宇宙微波背景。美国物理学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊意外发现了这个现象，1965 年使用射电望远镜拍摄到的大爆炸 38 万年后的微弱余辉。

大约在同一时间，一个单独的团队普林斯顿大学曾预测这样的波浪应该存在。如果天文学家是考古学家，这一发现将类似于发现。这是任何人所见过的宇宙中最古老的东西。

这种热信号从距离我们超过 460 亿光年的原子辐射出来，并延伸成微波，充满了天空。欧洲航天局的普朗克任务绘制微波图来测量温度的微小波动。这些细微的变化使科学家能够推断出当时的膨胀率。

“宇宙膨胀”理论如何适应大爆炸

宇宙膨胀试图描述大爆炸叙事中一个短暂但关键的阶段，该阶段将宇宙推向其膨胀时间线。

麻省理工学院的理论物理学家艾伦·古斯 (Alan Guth) 在 1980 年提出了这个想法。它表明某种排斥形式的引力，比如暗能量，推动了宇宙早期瞬间的快速膨胀。这个阶段将持续万亿分之一秒的一小部分。然后，推动通货膨胀的能量就停止了。

“我通常将通货膨胀描述为大爆炸的‘爆炸’理论，”古斯说在2014年的问答中由大学。 “在其最初的形式中，大爆炸理论从来都不是爆炸理论。它没有提到什么爆炸、为什么爆炸或者爆炸之前发生了什么。”

在膨胀阶段，微小的宇宙将以比光速更快的速度膨胀。请注意：它不会违反任何物理定律。

林肯说：“确实，没有任何东西可以比光更快地穿过太空，但空间膨胀的速度没有任何限制。”

“大爆炸”的名字是如何得来的

弗莱德·霍伊尔英国天文学家和著名科学传播者，在很大程度上被认为是 1949 年创造“大爆炸”的人。在很多方面，他都是那个时代的尼尔·德格拉斯·泰森。但如今，许多天体物理学家和宇宙学家都对这种用词不当感到遗憾。

据报道，在英国广播公司的一次广播中，霍伊尔描述了基于“宇宙中所有物质都是在遥远过去的特定时间的一次大爆炸中创造”的理论。成绩单发表在 BBC 杂志上。后来他在 1950 年出版的《宇宙的本质》一书中再次提到了这个短语。

据报道，霍伊尔对宇宙突然起源的想法犹豫不决，但他并没有轻蔑地使用“大爆炸”这个词。最近的一篇文章关于这件事在日记里自然。相反，他打算用描述性隐喻来传达这一假设，以帮助通过广播传达这一观点。

他们被包围了， 的确。