宇宙是如何誕生的?有很多理論試圖去回答這個問題,但目前全世界範圍內,接受度最高的一種理論是:宇宙大爆炸理論(the Big Bang theory)。
所謂的宇宙大爆炸理論,講的是宇宙誕生於130多億年前的一場大爆炸,在大爆炸還沒有發生的時候,萬事萬物都不存在,宇宙隻是一個致密的幾何奇點。爆炸發生時,時間、空間誕生並開始擴散,整個宇宙就像一鍋熱湯,能量密度極高。隨著繼續擴大,宇宙開始冷卻,並在萬有引力的作用下,星係天體開始形成,聽著是不是很耳熟?這樣看來,好像盤古開天地和上帝創世這兩個東西方神話都還挺有道理的。
單看宇宙大爆炸理論,感覺還是有點漫無邊際,那為什麽它會被廣泛接受呢?因為它有幾個佐證。第一個佐證是哈勃定律。1929年,美國天文學家哈勃通過天文觀測,發現所有星係都在遠離我們,並且離我們越遠的星係,遠離我們的速度越快。由此哈勃推測出,宇宙一直在膨脹,越變越大。既然宇宙越變越大,就說明它以前比現在小。如果運用極限思維,推理到極致,就能大膽地猜測,宇宙一開始應該是一個大小無限接近於零的奇點。也就是說,宇宙大爆炸理論的模型確實跟我們對宇宙變化規律的觀測結果是吻合的。
第二個佐證是宇宙微波背景輻射。20世紀60年代有兩個美國工程師,彭齊亞斯和威爾遜(Penzias & Wilson),他們通過射電天文望遠鏡接收到了一個奇怪信號。這個信號的特點是,不論你把望遠鏡指向哪個方向,這個信號的強度都差不多,沒有顯著的變化。這說明該信號應當是從宇宙最深處傳來的,否則應當有一個位置的信號是最強的。這個信號就是宇宙微波背景輻射。它的頻率在微波範圍內,並且在四麵八方都有,是宇宙背景深處傳來的信號,所以叫宇宙微波背景輻射。
既然宇宙微波背景輻射是從宇宙深處傳來的,就可以理解為它是宇宙早期的信息,因為宇宙大爆炸早期的信息應當已經隨著膨脹來到了宇宙邊緣。但不要忘了,由於宇宙在膨脹,微波背景輻射的信號源,也就是宇宙邊緣,是在飛速遠離我們的。因此我們接收到的,來自宇宙邊緣的信號應當是存在“多普勒紅移”的。我們接收到的信號頻率應當是降低了的,通過計算去反向推算出宇宙邊緣發出信號的原頻率,我們就能知道宇宙大爆炸之初是怎樣一番光景了。果不其然,根據計算,這些信號的原頻率很高,反推出來,宇宙早期確實是處在能量密度很高的狀態,如一鍋熱湯一般,這就與宇宙大爆炸理論的描述相吻合。
宇宙的膨脹和宇宙微波背景輻射,就是宇宙大爆炸理論在全球範圍內擁有很高接受度的主要原因。