我们的宇宙有起源吗?如果有起源,它来自哪里呢?
早在1927年,比利时天文学家勒梅特就指出,宇宙在早期应该处于非常稠密的状态。1932年,勒梅特进一步提出,宇宙起源于被称为“原始原子”的爆炸。1948年,美国科学家伽莫夫、阿尔弗、赫尔曼提出了“热大爆炸宇宙学”,认为宇宙开始于“原始火球”的一次巨大爆炸,在这个过程中,碎片不断在空间中自身膨胀。
热大爆炸宇宙学认为,宇宙膨胀是按“绝热”的方式进行的,宇宙是从热到冷演变的。在宇宙早期,辐射和物质的密度都很高,光子经过很短的路程就会被物质吸收或散射,然后物质再发射出光子,辐射和物质频繁地相互作用。宇宙对辐射是不透明的,达到热平衡状态,辐射符合黑体辐射的规律。当宇宙温度下降到大约3000K时,质子与电子结合成氢原子,对辐射的连续吸收大大减少,物质跟辐射几乎不再相互作用了,宇宙对辐射变得透明,光子可以在空间自由地穿行。宇宙的热辐射主要是可见光和红外线。时至今日,由于宇宙膨胀带来的红移,使温度为3000K的宇宙辐射的最大强度移到微波波段,称为宇宙微波背景辐射。阿尔弗等人计算出与微波背景辐射相对应的温度为5K左右。1965年,美国科学家彭齐亚斯和威尔逊在7.35厘米波长上,接收到了各方向的来自宇宙的微波噪音,噪声的信号强度等效于温度为3.5K的黑体辐射。微波背景辐射的发现,有力地支持了热爆炸宇宙模型。因此,大爆炸宇宙学得到大多数科学家的认同。