大爆炸,英語:Big Bang,是描述宇宙的誕生與演化的宇宙學模型,這一模型得到了當今科學研究和科學觀測的最為廣泛與最為精確的支持。
我們許多人會感到奇怪與不解,如此強烈非凡的爆炸將摧毀一切,怎麼結果就成為了我們宇宙的開始呢?
首先需要解釋的是,我們許多人聽到「大爆炸」的名字,然後想到的是爆炸的東西,例如炸彈爆炸之類。但是,這裡所說的「大爆炸」並不是我們通常想像與所說的摧毀東西的爆炸。
許多人一定仍然不解,既然此「爆炸」非彼爆炸,何必要用「爆炸」二字來形容宇宙的誕生呢?這是一個有趣的問題。所以,我們還得從我們通常所想像的爆炸的概念開始說起。
為此,你需要想像你所能想像到的大大的大爆炸,可能現在你所能想像到的、世界上最大的大爆炸,應該是原子彈大爆炸吧?
假設你是處在這個原子彈大爆炸的大爆炸源——鈾和鈈等重原子核瞬間可以發生核裂變而引發的大爆炸源。你會發現什麼?這個爆炸源會變得越來越大。隨著時間的推移,甚至更大!變成巨大的蘑菇雲會在朝著你所看到的所有方向擴展。
這個蘑菇雲及其核輻射會隨著時間越來越大、越來越遠。在這個蘑菇雲及其核輻射大範圍邊上的科學家,可以探測出在過去的某一時刻,這個蘑菇雲及其核輻射範圍一定越來越小,在一開始的某個時刻,它是如此之小,以至於無限地小到你所在觀察的核裂變的原子核。
類似於原子彈重原子核處所觀察到的原子彈大爆炸,重原子核的爆炸源是如此之小,然後擴展,越來越大,直到決定對這場爆炸的性質進行觀察為止,宇宙中所有的東西,包括組成你、我和其他所有物體的微粒子,開始非常地接近,然後隨著時間的流逝而傳播得更遠。我們的宇宙也是以類似相同的方式運作。
天文學家們在觀察遙遠的星系時,他們看到這些星系都在擴張移動,並且一直在擴展。所以按此推算,我們的宇宙開始時應該很小。實際上,科學家現在知道,不僅宇宙在膨脹,而且膨脹的速度也在增加。這種神秘的效應是由物理學家稱之為暗能量的東西引起的,但是對暗能量目前我們所知甚少。
天文學家還觀察到了一種稱為宇宙微波背景輻射的東西。這是一種存在於整個太空中的非常低非常低的能量。從對這些非常低的輻射能量測量中我們知道,我們的宇宙已有138億年的歷史,比人類的歷史要古老得多,比地球的歷史古老三倍。
所以,天文學家們一直追溯、追溯、……,追溯到了我們宇宙誕生之時的起始事件,稱之為大爆炸。這是我們宇宙的開始,是空間和時間的開始。它使宇宙誕生,然後宇宙非常迅速地擴展,然後宇宙越來越大、越來越大、……。
這種大爆炸及其膨脹不同於我們通常所說的爆炸,通常所說的爆炸可能是由化學反應或大衝擊等引起,這些爆炸導致能量從一個地方轉到另一個地方或很多地方。然而,宇宙誕生之時的大爆炸期間,空間在擴張,能量隨著空間的擴展而劇烈地向各處移動,隨著時間的流逝,能量會隨著時間的流逝而越來越分散。這個「大爆炸」就像一切的開始,是空間與時間的開始,是宇宙誕生及變大的開始。
所以,需要認知的是,在此大爆炸「之前」,沒有空間,也沒有時間。回到類比的原子彈大爆炸,你可以計算爆炸開始前與開始時的時鐘上的時間,但是對於宇宙誕生之時的大爆炸開始前的時間,沒有時鐘運行。不是說那個時候不可能存在時鐘,而是說那個時候根本就不存在存放時鐘的空間與用於時鐘測量的時間。
所以在宇宙誕生之時的大爆炸這種情況下說「之前」時可得要小心,因為在大爆炸之前不存在有時間。據天文學家、宇宙學家們所知,大爆炸是時空的開始。感到困惑,是吧?可是如果深鑽下去,你會不得不承認這一點。
最後,許多人也許還會問,那又是什麼導致了大爆炸呢?天文學家、宇宙學家們不確定是什麼導致了大爆炸,他們只看觀察,可以看到宇宙是如何開始的,知道它開始很小,然後越來越大,知道它始於138億年前。
大爆炸「之前」又是如何?又是什麼導致了宇宙誕生的大爆炸?這是任何人都可以問、都想問的最深沉的問題之一。