大約138.17億年前，我們所知道的宇宙誕生了，在這個(gè)被稱為宇宙大爆炸的時(shí)刻，是宇宙本身開始迅速膨脹的時(shí)刻，在大爆炸的時(shí)候，可觀測(cè)宇宙(包括至少2萬億星系的物質(zhì))，其直徑小于一厘米�，F(xiàn)在，可觀測(cè)宇宙（哈勃體積）直徑930億光年，而且還在膨脹。

關(guān)于宇宙大爆炸有很多問題，特別是關(guān)于它之前發(fā)生了什么(如果有的話)。但科學(xué)家確實(shí)知道一些事情，繼續(xù)讀下去，會(huì)發(fā)現(xiàn)關(guān)于萬物起源的一些最令人費(fèi)解的發(fā)現(xiàn)。

No.1、宇宙在膨脹

直到1929年，宇宙的起源還完全籠罩在神話和理論之中，但就在那一年，埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)這位富有進(jìn)取心的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了關(guān)于宇宙一些非常重要的東西，它將為理解宇宙的過去開辟新的途徑：整個(gè)宇宙正在膨脹。哈勃通過測(cè)量一種叫做紅移的東西發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，紅移是指在非常遙遠(yuǎn)的星系中看到向更長(zhǎng)紅色波長(zhǎng)光的轉(zhuǎn)移(物體越遠(yuǎn)，紅移越明顯)。

哈勃發(fā)現(xiàn)，在遙遠(yuǎn)的星系中，紅移隨距離呈線性增加，這表明宇宙不是靜止的。它在所有地方同時(shí)膨脹。據(jù)美國(guó)宇航局稱，哈勃能夠計(jì)算出膨脹的速度，這一數(shù)字被稱為哈勃常數(shù)。正是這一發(fā)現(xiàn)使科學(xué)家們能夠推斷出宇宙曾經(jīng)被壓縮成一個(gè)小點(diǎn)，即宇宙膨脹的第一個(gè)時(shí)刻為大爆炸。

No.2、宇宙微波背景輻射

1964年5月，貝爾電話實(shí)驗(yàn)室研究人員阿諾·彭齊亞斯(Arno Penzias)和羅伯特·威爾遜(Robert Wilson)正在新澤西州研制一種新的無線電接收器。他們的天線不斷地接收到一種奇怪嗡嗡聲，似乎來自任何地方，任何時(shí)間。他們認(rèn)為這可能是設(shè)備里的鴿子，但移走鳥巢沒有任何作用。其他減少干擾的嘗試也沒有成功，最后，他們意識(shí)到他們正在撿到一些真實(shí)的東西。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，他們探測(cè)到的是宇宙的第一束光：宇宙微波背景輻射。這種輻射可以追溯到宇宙大爆炸后約38萬年，當(dāng)時(shí)宇宙終于冷卻到足以讓光子(構(gòu)成光的波狀粒子)自由運(yùn)動(dòng)。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(diǎn)提供了支持(這是因?yàn)橛钪姹尘跋喈?dāng)均勻，表明從一個(gè)小點(diǎn)開始，一切都在同時(shí)平穩(wěn)膨脹)。

No.3、宇宙“嬰兒照片”

宇宙微波背景的發(fā)現(xiàn)為了解宇宙起源打開了一扇窗，1989年美國(guó)宇航局發(fā)射了一顆名為“宇宙背景探測(cè)器”(COBE)衛(wèi)星，用來測(cè)量背景輻射的微小變化。

根據(jù)美國(guó)宇航局信息，結(jié)果是一張宇宙的“嬰兒照片”，顯示了膨脹宇宙中一些最初的密度變化。這些微小變化可能導(dǎo)致了星系和真空的模式，即我們今天在宇宙中看到的宇宙星系網(wǎng)。

No.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宇宙膨脹的“確鑿證據(jù)”——大爆炸時(shí)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(duì)論認(rèn)為，沒有什么比光在空間中傳播得更快，但這并不是一種違反，空間本身擴(kuò)大)。2016年，物理學(xué)家宣布，在一些宇宙微波背景中發(fā)現(xiàn)了一種特殊的偏振或方向性。這種偏振被稱為“b模式”。

b型偏振是大爆炸引力波的第一個(gè)直接證據(jù)，引力波的產(chǎn)生是由于空間中大量物體的加速或減速(第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的引力波來自兩個(gè)黑洞碰撞)。b型模式為直接探測(cè)早期宇宙膨脹提供了一種新方法，或許還能找出是什么推動(dòng)了宇宙膨脹。

No.5、目前沒有發(fā)現(xiàn)額外維度

引力波發(fā)現(xiàn)的一個(gè)結(jié)果是，它使科學(xué)家們能夠在通常的三個(gè)維度之外尋找其他維度。根據(jù)理論學(xué)家的說法，引力波應(yīng)該能夠穿越到未知的維度，如果這些維度存在的話。2017年10月科學(xué)家探測(cè)到兩顆中子星碰撞產(chǎn)生的引力波。測(cè)量了波浪從恒星傳播到地球的時(shí)間，沒有發(fā)現(xiàn)任何額外維度的證據(jù)。

這項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表在《宇宙學(xué)和天體粒子物理學(xué)》上，研究結(jié)果表明，如果宇宙中還有其他維度的話，它們都是非常微小的——它們會(huì)影響到宇宙中小于1英里(1.6公里)大小的區(qū)域。這意味著弦理論，假設(shè)宇宙是由微小的振動(dòng)弦組成，并預(yù)測(cè)至少10個(gè)微小的維度，仍然可能是正確的。

No.6、膨脹加速

物理學(xué)中最奇怪的發(fā)現(xiàn)之一是宇宙不僅在膨脹，而且還在加速膨脹。這一發(fā)現(xiàn)可以追溯到1998年，當(dāng)時(shí)物理學(xué)家宣布了幾個(gè)長(zhǎng)期運(yùn)行項(xiàng)目的結(jié)果，這些項(xiàng)目測(cè)量了被稱為Ia型超新星。研究結(jié)果(為研究人員索爾·珀?duì)栺R特(Saul Perlmutter)、布萊恩·p·施密特(Brian P. Schmidt)和亞當(dāng)·g·萊斯(Adam G. Reiss)贏得了2011年的諾貝爾獎(jiǎng))揭示了這些超新星中最遙遠(yuǎn)恒星發(fā)出的光線弱于預(yù)期。

微弱的光線表明空間本身正在膨脹：宇宙中的一切都在逐漸遠(yuǎn)離其他一切�？茖W(xué)家稱這種膨脹的驅(qū)動(dòng)力為“暗能量”，這是一種神秘的引擎。這種暗能量似乎對(duì)使宇宙起源的理論與目前正在進(jìn)行的觀測(cè)相吻合至關(guān)重要，比如NASA威爾金森微波各向異性探測(cè)器(WMAP)所做的觀測(cè)，該儀器迄今為止繪制了最精確的宇宙微波背景圖。

No.7、甚至比預(yù)期還要快

2019年4月哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)布的新結(jié)果加深了宇宙膨脹之謎。太空望遠(yuǎn)鏡的測(cè)量結(jié)果顯示，宇宙膨脹速度比之前的觀測(cè)結(jié)果快9%。美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)表示，對(duì)于星系來說，距離地球每330萬光年意味著每秒46英里(74公里)的速度遠(yuǎn)離，比之前的計(jì)算預(yù)測(cè)要快。為什么這對(duì)宇宙的起源很重要？因?yàn)槲锢韺W(xué)家肯定漏掉了什么。據(jù)美國(guó)宇航局稱，在宇宙大爆炸期間和之后不久，可能有三次獨(dú)立的暗能量“爆發(fā)”。

這些爆發(fā)為我們今天所看到一切的奠定了基礎(chǔ)，第一個(gè)可能開始了最初的膨脹，一秒鐘發(fā)生的速度可能要快得多，就像一只沉重的腳踩在宇宙的油門上，導(dǎo)致宇宙膨脹的速度比之前認(rèn)為的要快。最后一次暗能量爆發(fā)可能解釋了今天宇宙的加速膨脹。這些都還沒有得到證實(shí)，但是科學(xué)家們正在尋找。德克薩斯大學(xué)奧斯汀麥克唐納天文臺(tái)研究人員正在使用一種最新升級(jí)的儀器——霍比-埃伯利望遠(yuǎn)鏡，直接尋找暗能量。

這項(xiàng)名為“霍比-埃伯利暗能量望遠(yuǎn)鏡實(shí)驗(yàn)”(HETDEX)的項(xiàng)目，正在測(cè)量遠(yuǎn)至110億光年星系發(fā)出的微弱光線，這將使研究人員能夠看到宇宙加速度隨時(shí)間的任何變化。還將研究宇宙誕生40萬年，宇宙中擾動(dòng)的回聲，這些擾動(dòng)是在宇宙大爆炸后由稠密粒子組成的濃湯中產(chǎn)生，這也將揭示膨脹的奧秘，并解釋驅(qū)動(dòng)宇宙膨脹的暗能量。