北京時間7月15日消息，據(jù)美國生活科學網(wǎng)站報道，大約138億年前，我們就知道宇宙開始誕生了，這個時刻被稱為大爆炸，當時太空自身快速開始膨脹，現(xiàn)在可觀測的宇宙直徑達到930億光年，并且仍不斷膨脹。

　　關(guān)于大爆炸有許多問題，尤其是在大爆炸之前發(fā)生了什么（如果有的話）？目前科學家的確知道一些事情，以下是關(guān)于宇宙起源的7個重大發(fā)現(xiàn)：

　　1、宇宙不斷在膨脹

　　直到1929年，宇宙起源仍完全籠罩在神話和理論之中，同年，一位名叫埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）的天文學家發(fā)現(xiàn)一些非常重要的宇宙現(xiàn)象，這將為理解宇宙歷史開辟新途徑——整個宇宙都處于膨脹。

　　哈勃通過“紅移”觀測到宇宙不斷地膨脹，紅移是指在非常遙遠的星系看到向更長、紅色波長光線方向移動的現(xiàn)象，通常情況下，物體越遙遠，紅移越明顯。他還發(fā)現(xiàn)，在遙遠的星系中，紅移隨距離呈線性增加，這表明宇宙并非靜止，它的任何區(qū)域都不斷膨脹。

　　美國宇航局表示，哈勃能夠計算出宇宙膨脹速率，它被稱為哈勃常數(shù)，這項發(fā)現(xiàn)使科學家能夠推斷宇宙曾經(jīng)被壓縮成一個小點，這就是大爆炸膨脹的第一時刻。

　　2、宇宙微波背景輻射

　　1964年5月，貝爾電話實驗室研究員阿諾·彭齊亞斯（Arno Penzias）和羅伯特·威爾遜（Robert Wilson）在新澤西州研制一種新無線電接受器。他們的天線不斷接收到一種奇怪的嗡嗡聲，似乎來自于任何太空區(qū)域，他們認為這可能是設(shè)備里的鴿子，但是移走鳥巢并沒有任何改變，減少其他干擾的嘗試也未奏效。最后，他們意識到可能發(fā)現(xiàn)某些真實的現(xiàn)象。

　　研究結(jié)果顯示，他們探測到宇宙中第一束光——宇宙微波背景輻射。這種輻射可追溯至大爆炸后38萬年，當時宇宙冷卻到足以讓光子（構(gòu)成光線的波狀粒子）自由運行。這一發(fā)現(xiàn)為大爆炸理論和宇宙膨脹速度超過光速的觀點提供了支持，因為宇宙背景非常均勻，表明從一個小點開始，任何事物都在平穩(wěn)膨脹。

　　3、天空地圖

　　科學家發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射為了解宇宙的起源打開一扇窗戶。1989年，美國宇航局發(fā)射一顆衛(wèi)星——“宇宙背景探測器（COBE）”，它測量了背景輻射的微小變化。美國宇航局指出，這是宇宙的“嬰兒圖像”，呈現(xiàn)膨脹宇宙中一些最初的密度變化。這些微小變化可能促使星系和真空的出現(xiàn)，形成現(xiàn)今我們看到的宇宙星系網(wǎng)絡(luò)。

　　4、宇宙膨脹的直接證據(jù)

　　宇宙微波背景也使研究人員找到了膨脹的“確鑿證據(jù)”——大爆炸時發(fā)生比光速還快的大規(guī)模膨脹。盡管愛因斯坦的狹義相對論認為，沒有什么比光在太空中傳播得更快，但這項研究并不與狹義相對論相悖——空間自身處于膨脹之中。2016年，物理學家宣稱，他們在宇宙微波背景中發(fā)現(xiàn)一種特殊的偏振或者方向性，這種偏振叫做“B模式”。B模式偏振是大爆炸產(chǎn)生引力波的第一直接證據(jù)，引力波的產(chǎn)生是由于空間中大量物質(zhì)加速或者減速，發(fā)現(xiàn)的第一個引力波來自黑洞碰撞，B模式偏振為直接探測早期宇宙膨脹提供了一種新方法，或許還能找出是什么原因推動宇宙膨脹。

　　5、迄今未發(fā)現(xiàn)額外維度空間

　　引力波發(fā)現(xiàn)的一個結(jié)果是，它使科學家能夠在通常的3個維度空間之外尋找其它維度。依據(jù)理論學家的觀點，引力波應(yīng)該能夠穿越到未知維度，前提是這些維度的確存在。2017年10月，科學家探測到兩顆中子星碰撞產(chǎn)生的引力波，他們測量了引力波從恒星傳播至地球的時間，未發(fā)現(xiàn)任何超維度遺留下來的證據(jù)。這項研究結(jié)果發(fā)表在2018年7月份發(fā)表的《宇宙學和天體粒子物理學雜志》上，研究結(jié)果表明，如果宇宙中還存在其它維度空間，它們都是非常微小的，只會影響到宇宙中小于1.6公里大小的區(qū)域。這意味著弦理論（假設(shè)宇宙是由微小振動弦組成，并且預(yù)測存在至少10個微小維度空間）仍然可能是正確的。

　　6、宇宙膨脹加速……

　　物理學最奇怪的一個發(fā)現(xiàn)就是宇宙不僅在膨脹，而且處于加速膨脹狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)可以追溯至1998年，當時物理學家宣稱了幾個長期運行的項目結(jié)果，測量了Ia型超新星，這是一種質(zhì)量特別重的超新星，這幾位物理學家也因此獲得了2011年諾貝爾獎。他們揭曉了這些最遙遠的超新星釋放的光線比預(yù)期更弱，這些微弱光線表明空間仍在不斷膨脹之中�？茖W家認為宇宙加速膨脹的驅(qū)動力是“暗能量”，這是宇宙一種神秘力量，占據(jù)宇宙能量的68%。暗能量似乎對宇宙起源理論與當前正在進行的觀測至關(guān)重要，例如：美國宇航局“威爾金森各向異性探測器（WMAP）”所進行的觀測，該探測器迄今繪制了最精確的宇宙微波背景圖。

　　7、宇宙膨脹甚至比預(yù)期更快……

　　2019年哈勃望遠鏡發(fā)布的最新結(jié)果使宇宙膨脹謎團變得更加撲朔迷離。哈勃望遠鏡測量結(jié)果表明，宇宙膨脹速度比之前觀測結(jié)果快9%。美國宇航局表示，對于星系而言，距離地球每330萬光年，由于宇宙的膨脹擴張，每秒會多移動74公里，這個數(shù)字表明宇宙膨脹速度比之前預(yù)期6意味著每秒74公里的速度比之前計算預(yù)測更快，比之前預(yù)測的宇宙膨脹速度67公里/秒快9%。

　　為什么這對于宇宙起源至關(guān)重要呢？因為物理學家肯定遺漏什么，據(jù)美國宇航局稱，在宇宙大爆炸期間和之后不久，可能有3次獨立的暗能量“爆發(fā)”。這些爆發(fā)事件為我們現(xiàn)今看到的宇宙奠定了基礎(chǔ)，第一次暗能量爆發(fā)可能開始于宇宙初始膨脹；第二次暗能量爆發(fā)可能發(fā)生的更快，就像一只腳重重地踩在宇宙加速油門上，導(dǎo)致宇宙膨脹的速度比之前認為的更快；第三次暗能量爆發(fā)可能解釋了現(xiàn)今宇宙的加速膨脹。

　　以上預(yù)測還沒有得到證實，但是科學家正在積極探索驗證。美國德克薩斯大學奧斯汀·麥克唐納天文臺的研究人員正在使用一種最新升級的儀器——霍比·埃伯利望遠鏡，直接尋找暗能量存在的證據(jù)。這項名為“霍比·埃伯利暗能量望遠鏡實驗（HETDEX）”的項目，正在測量110億光年之遙星系釋放的微弱光線，這將使研究人員能夠看到宇宙加速度隨時間的任何變化。他們還研究40萬年前宇宙產(chǎn)生的干擾回波，它們是宇宙大爆炸之后構(gòu)成宇宙萬物的稠密粒子湯中形成的，這將揭曉宇宙膨脹的秘密，并解釋促使宇宙膨脹的暗能量。（葉傾城）