宇宙是如何诞生的

　　
图为宇宙大爆炸想象图。

　　事物创生的过程，在很大程度上决定了事物本质与特性，唯有明确过去，才能更深入地了解现在，进而预测未来。

　　对于包罗一切的宇宙来说，科学家也希望能确定宇宙诞生和成长过程。可我们无法进行时光穿梭，回到宇宙诞生的那一刻对这个过程进行观察，只能根据当下所能观测到的现象和已了解的物理学规律，提出宇宙诞生的理论模型，来描述宇宙诞生过程。

　　牛顿在数学和力学方面的工作，奠定了近代物理学体系基础。他认为，时间既可向前又可向后无限延伸，宇宙一直处于当前状态，不存在诞生的问题。然而，依照牛顿发现的万有引力定律，在这样的宇宙模型中进行计算后，会得出宇宙中任意一点都受到无穷大的引力的佯谬，因此牛顿的宇宙学模型无法自洽。

　　爱因斯坦在发现广义相对论后，依然主观地认为宇宙是静止不变的。但前提是，需要在基于广义相对论的引力场方程中，增加一个难以证实是否存在的“宇宙项”，才能得出宇宙静止不变的解。

　　1929年，天文学家哈勃通过光谱中的多普勒红移现象，发现所有我们能观测到的其他星系，都处在远离我们的过程中，且距离我们越远的星系，远离我们的速度越快。这与宇宙处于静止稳定状态的假说是矛盾的。唯一可能的解释，就是宇宙本身正在变化和膨胀。

　　实际上，爱因斯坦本可以通过引力场方程得出宇宙膨胀的解。然而，由于他对宇宙静止不变深信不疑，强行在方程中加入抵消膨胀的“宇宙项”，才得出了错误的解。在哈勃发现宇宙膨胀后，爱因斯坦曾坦言，“宇宙项”是他一生中犯下的最大错误。

　　如果宇宙自诞生之日起就处于膨胀和伸展过程中，那么从现在回溯，自然可得到在过去某一时刻，宇宙中所有物质都聚集在一点的结论，这也是目前人们普遍接受的“宇宙开端”之说。在宇宙诞生的那一刻，这个密度无限的点发生了猛烈爆炸，随即开始向各个方向均匀膨胀。

　　在爆炸发生初期，物质是以目前我们能够认识到的最小单元——夸克、反夸克等形式存在。之后，随着宇宙诞生过程的进行，宇宙温度开始逐渐下降，物质也随之进行着由小到大的聚集过程。首先是质子、电子等粒子的出现，之后由这些粒子聚集成了各种元素的原子核。氢、氦等原子数较小的元素先产生，原子数较大的重元素则稍晚一些产生。接着，这些元素组成的物质再进一步聚合为恒星、星系等我们现在能够观测到的天体，形成了我们现在的宇宙。宇宙诞生和发展的这种理论模型，一般被称为“大爆炸理论”。

　　需要指出的是，这个理论模型所描绘的宇宙开端，既没有被实际观察到，也无法被实验完全证实。今后，随着物理学和天文学的发展，这个理论模型可能被进一步改进，也有可能被完全否定。当然，这也是接近宇宙真理的必由之路。