“宇宙从何而来?” 这个问题贯穿了人类文明史。如今,“宇宙大爆炸理论” 已成为解释宇宙起源的主流科学模型,但仍有人提出疑问:宇宙真的是从 138 亿年前的一次爆炸中诞生的吗?会不会它从未有过 “开始”,而是像永恒的画卷一样,一直以如今的形态存在着?这两种看似对立的猜想,背后是人类对宇宙时空本质的持续探索,也藏着科学与哲学交织的深层思考。
要判断宇宙是否源于大爆炸,首先要回归大爆炸理论的核心逻辑与实证支撑 —— 它并非凭空想象的 “爆炸”,而是基于观测数据构建的严谨模型。1929 年,天文学家哈勃通过观测星系光谱发现,绝大多数星系都在远离地球,且距离越远的星系,退行速度越快(即 “哈勃定律”)。
这一发现暗示着:宇宙正在不断膨胀。如果将时间倒推,宇宙会逐渐收缩,最终回到一个密度无限大、体积无限小的 “奇点”—— 这便是大爆炸理论的起点:138 亿年前,奇点发生剧烈膨胀,宇宙由此诞生,并在后续演化中形成恒星、星系等天体。
除了宇宙膨胀,“宇宙微波背景辐射” 是大爆炸理论的另一关键证据。
大爆炸初期,宇宙处于高温高压的等离子态,光子被带电粒子束缚,无法自由传播;当宇宙膨胀冷却到约 3000 开尔文时,质子与电子结合形成中性原子,光子得以释放,这些光子随着宇宙膨胀,波长被拉长,最终变成了遍布宇宙的微波辐射(温度约 2.7 开尔文)。1965 年,科学家彭齐亚斯和威尔逊意外探测到这种辐射,其分布的均匀性与大爆炸理论的预测完全吻合,成为证明大爆炸存在的 “宇宙回声”。
此外,宇宙中轻元素的丰度也印证了大爆炸理论。
根据理论计算,大爆炸后几分钟内,宇宙中的质子和中子会结合形成氢(约 75%)、氦(约 25%)以及极少量的锂。如今通过观测遥远星系(它们的化学成分保留了宇宙早期的特征),发现轻元素的比例与理论预测高度一致 —— 这种 “原始化学印记”,是 “宇宙一直存在” 的猜想无法解释的:若宇宙永恒存在,恒星内部的核聚变会持续产生重元素,轻元素比例会不断降低,与观测结果矛盾。
还有一个关键证据是 “星系演化的时间序列”。通过哈勃望远镜观测不同距离的星系(距离越远,观测到的是越早期的宇宙),科学家发现:早期宇宙中的星系体积更小、形态更不规则,多为碰撞合并的 “混乱状态”;而近距离星系(即晚期宇宙的星系)则更庞大、结构更稳定,如银河系这样的螺旋星系占比更高。这种 “从简单到复杂” 的演化轨迹,证明宇宙并非一直保持当前形态,而是在大爆炸后不断发展变化,就像从婴儿逐步成长为成人。
尽管大爆炸理论有充分的实证支撑,但 “宇宙永恒存在” 的猜想(即 “稳态宇宙论”)也曾在 20 世纪中期流行。
该理论认为,宇宙的密度和形态始终保持不变,在星系远离的同时,会有新的物质不断从 “虚无” 中产生(每立方公里空间每世纪产生 1 个氢原子),以填补星系退行留下的空隙。这种猜想看似能解释宇宙膨胀,却存在致命缺陷:首先,“无中生有” 的物质产生方式违背了 “能量守恒定律”;其次,稳态宇宙论无法解释宇宙微波背景辐射的存在 —— 若宇宙永恒存在,不会有早期高温阶段,自然不会留下这种 “余热”;最后,观测到的星系演化序列也与稳态宇宙论矛盾,证明宇宙并非处于 “永恒不变” 的状态。
随着观测技术的进步,大爆炸理论的细节不断完善,而稳态宇宙论因缺乏实证支持,逐渐被科学界淘汰。不过,仍有一些人对大爆炸理论的 “奇点问题” 存在疑问:奇点之前是什么?宇宙膨胀是否会有尽头?这些问题确实尚未完全解决 —— 由于奇点处的物理规律(如广义相对论)会失效,人类目前无法描述奇点之前的时空状态;但这并不否定大爆炸理论的科学性,而是意味着我们需要更完善的理论(如量子引力理论)来探索宇宙的 “终极起源”。
还有一种观点认为,宇宙可能处于 “循环膨胀与收缩” 的状态(即 “宇宙循环论”):大爆炸并非宇宙的起点,而是前一个宇宙收缩到奇点后的 “重启”,宇宙在膨胀到极限后会再次收缩,形成 “大挤压”,随后引发新的大爆炸,如此循环往复。这种猜想虽有一定理论吸引力,但目前缺乏实证支持 —— 科学家尚未观测到宇宙膨胀减速或转向收缩的迹象,反而发现宇宙在暗能量的推动下加速膨胀,未来更可能走向 “热寂”(所有恒星熄灭,宇宙归于冰冷黑暗),而非收缩。
从本质上说,“宇宙是否源于大爆炸” 的争议,核心是 “科学理论与实证证据” 的匹配问题。大爆炸理论之所以成为主流,是因为它能解释宇宙膨胀、微波背景辐射、轻元素丰度等一系列观测现象,且这些证据相互印证,形成了完整的逻辑链条;而 “宇宙一直存在” 的猜想,因无法解释这些关键观测结果,且违背基本物理定律,难以被科学界认可。
编辑:陈方