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目前看來，關於宇宙起源和演化的理論似乎很全面，我們稱之為暴脹理論。這個理論解釋了我們的宇宙是如何從高溫和高密度的奇點中出現，以及如何膨脹和冷卻的。正是如此，太空以比光速更快的速度膨脹並冷卻，熟悉的基本粒子和力可以在宇宙膨脹時產生宇宙背景輻射和各種複雜粒子。大爆炸後大約三分鐘，氫與氦的比例已在宇宙學上確定，宇宙背景光子和中微子的數量也已確定。此外，在快速「膨脹」時期，宇宙物質密度的不規則性以及引力輻射的背景被確立。
根據WMAP衛星的驚人結果，以及COBE和其他一些對宇宙背景輻射的高精度研究的結果，現在已經確定宇宙有137億年的歷史，它的空間幾何結構完全是「平坦的」。而且，普通恆星和氣體中的引力物質含量只有5%。其餘可觀測的宇宙引力「質量」是以暗物質的形式（27%）和額外的暗能量（68%）的形式存在。正是這種暗能量使我們的宇宙加速膨脹，且這種情況已被遙遠的超新星觀測到了。
多年來，大爆炸宇宙學存在幾個潛在的競爭對手，但除了穩態理論，沒有一個能吸引到更多感興趣的支持者。原因是他們未能預測或者解釋一些被廣泛認為是任何宇宙學理論的關鍵檢驗的基本觀測結果，即使是大爆炸理論的競爭對手也不例外！
德西特宇宙論（1917年）--宇宙被認為完全沒有物質，但由於存在一個非零的宇宙學常數，宇宙隨時間以指數方式膨脹。這駁倒了幾乎所有現有的觀測事實，包括遵循線性哈勃定律的實際膨脹率，而不是隨時間的指數膨脹定律。而且，宇宙中物質的密度不是零，因為我們在這裡，還有許多其他恆星和星系！
愛因斯坦靜態宇宙論（1917年）--宇宙不會膨脹，並且在時間上是靜止的。宇宙學常數被精確地調整以平衡物質的吸引傾向。與德西特宇宙學一樣，它也不符合現代觀測，因為宇宙是隨著時間線性膨脹的。它對這個常數的微小擾動也是不穩定的。
勒梅特宇宙論（1924）--宇宙從一個沒有宇宙學常數的「大爆炸」開始。初始狀態是一個巨大的放射性原子，包含了宇宙中接近絕對零度的所有物質。這一理論與觀測到的膨脹相一致，但卻未能解釋宇宙背景輻射的存在以及氫、氦和氘的普遍豐度，因為它需要一個大質量的「超級原子」在大爆炸的瞬間衰變。
穩態宇宙論（1950）-由弗雷德 霍伊爾和託馬斯戈爾德提出，他們認為宇宙一直在不斷地膨脹，新的星系在星系間空間種一個接一個地被創造出來。這一理論在20世紀50年代和60年代達到全盛時期，但始終無法令人信服地解釋宇宙背景輻射來自何處，為何是各向同性的，及其溫度為何固定在2.7 K。它也沒有提供任何線索，說明為什麼氫、氦和氘應該有一個普遍的豐度比。
冷大爆炸宇宙論（1965）--由哈佛大學的大衛萊澤提出，它認為大爆炸發生了，但初始狀態是絕對零度，由純氫固體組成。當宇宙膨脹時，這些雲分裂成星系大小的雲。它沒有解釋宇宙背景場從何而來，也沒有解釋為何它在溫度2.7K時各向同性的，溫度為2.7K。
哈格登宇宙論（1968年）--由物理學家羅伯特·哈格多恩提出，大爆炸理論的所有細節可能都是正確的，除了宇宙早期歷史的極限溫度約為1萬億度，因為物質的結構有一個無限的「基本粒子」階梯，其中的電子、質子和中子被構造出來。夸克的存在使得宇宙早期歷史的任何極限溫度都遠高於1000萬億度，這一發現駁倒了這一點。
布蘭斯迪克宇宙論 (1955)--愛因斯坦的引力方程在廣義相對論中被修正為包含一個標量場。這個磁場使重力常數的值在數十億年內緩慢變化，這也導致了宇宙早期歷史的改變。對重力常數變化的實驗研究表明，在過去的20-30億年裡，它並沒有改變到實驗誤差以內。這將導致地月系統的演化發生重大變化，太陽的演化將受到嚴重的影響。而這些影響都沒有觀察到。
舊膨脹論和大爆炸宇宙學說（1980年）--艾倫古特在1980年提出的一個「玩具」模型。在宇宙大爆炸後10-34秒結束的膨脹時代導致了真空中無數「氣泡」的形核，這些氣泡合併在一起形成了物質和輻射的光澤，形成了一個非常塊狀的結構。然而，宇宙背景輻射顯示，自宇宙大爆炸後約30萬年以來，宇宙非常平滑，至少有一萬分之一。沒有證據表明這是一個動蕩混亂的過渡時期。
振蕩大爆炸宇宙論（1930）--這是對大爆炸宇宙學的一種可能的修改，其區別只是當前的膨脹將被崩塌階段和膨脹階段等所取代。沒有證據表明以前有過膨脹-崩潰階段。宇宙似乎也沒有足夠的物質使其成為一個註定在未來會重新消失的「封閉」的宇宙，這是任何未來振蕩周期的重要要求。
加上了的中微子家族的大爆炸宇宙論（1970年）--大爆炸宇宙學基本上是正確的，只是為了解決「缺失」或「暗物質」的問題，必須在宇宙中加入新的中微子家族。這將改變氦和氘相對於氫的宇宙豐度比，從而使目前觀測到的數值不再可能。也沒有實驗證據表明存在超過3種類型的中微子，而且這些中微子已經與測量到的宇宙豐度一致。
時間宇宙論（1970）--由麻省理工學院的I.塞格爾l開發，它提出時空具有不同於構成大爆炸宇宙學基礎的數學結構。就我們所知，主要的分歧在於宇宙的膨脹率，這是距離和膨脹速度之間的二次定律，而不是線性哈勃定律。這一提議似乎與過去3-40年對遙遠星系的觀測結果不一致。也許人們對大爆炸宇宙學有其他的不同意見，但精密測時宇宙學的研究還不夠深入，無法在其他領域做出可檢驗的預測。
阿爾文宇宙論（1960）--由物理學家漢斯·阿爾文提出，宇宙包含等量的物質和反物質。宇宙學中的許多其他觀測事實並沒有任何解釋。如果物質和反物質的比例相等，那麼宇宙中就應該存在這樣的區域，因為湮滅過程，這些區域會相互接觸產生X射線或伽馬射線。迄今為止，還沒有探測到如此大規模的背景，可以歸因於質子或電子湮沒。
等離子體宇宙論（1970）--宇宙中的物質，在最大的尺度上，不是中性的，但有一個非常微弱的淨電荷實際上是無法探測到的。這使電磁力在宇宙中佔據主導地位，因此我們所觀察到的所有現象並不僅僅是引力的產物。這是一個有趣的理論，但是否認了它們的重要性，它不能輕易地解釋宇宙背景輻射的起源，它的各向同性和溫度，以及氦和氘的豐度。
對於任何關於宇宙學的理論，我同意的基本觀察結果是：
宇宙在膨脹。-這是一個跨越整個可觀測宇宙的大規模觀測，因此它必須是「宇宙學的」
存在一個微波頻率下可探測的宇宙背景輻射場。-為什麼它不在其他頻率出現，而且只在微波區出現，覆蓋了天空的各個方向？
對地球/太陽/銀河系運動引起的相對論性都卜勒效應進行補償後，宇宙微波背景場可測各向同性，優於十萬分之幾。這是這一現象的大尺度特性，與銀河系或其他星系無關，因此它一定是一個宇宙學特徵。
宇宙微波背景輻射場正是黑體背景輻射場。許多其他種類的輻射是已知的，但沒有一種輻射具有確切的黑體光譜。只有宇宙背景輻射才是一個完美的黑體，並且在我們測量其光譜的能力範圍內。
5、宇宙微波背景輻射場的溫度是2.7K，為什麼是2.7K？為什麼不是5.019723 K？只有大爆炸宇宙學預測了溫度接近3度的遺蹟輻射，而沒有其他值。
6、確實存在一個與當前膨脹率和宇宙背景溫度一致的氦氫豐度比。無論我們觀察遙遠星系中恆星、行星甚至氣體雲的組成，我們似乎總能找到一個「普遍的」恆定的氦氫比、氘氫比。一定有某種與我們的太陽系或銀河系無關的解釋。
氘相對於氫和氦的宇宙豐度與給定的當前膨脹率和密度的預期水平一致。如果宇宙膨脹得更快，那麼氦和氘等較重元素形成的時間就會更短。
只有三種中微子。雖然我們還沒有在遙遠星系附近證實這一點，但我們確實看到了同樣種類的元素和物理現象，尤其是超新星，其物理特性非常敏感地依賴於不同類型中微子的數量，以及潛在的「弱相互作用」物理的恆定性。
夜空沒有太陽表面那麼明亮。一種簡單而深刻的觀察，只有通過宇宙中恆星的正確分布、它們的年齡和宇宙的膨脹才能解決。
宇宙背景輻射場在十萬分之一到一百萬分之一的水平上起伏不平。為什麼會這樣？為什麼這麼多？
11、沒有任何物體的年齡大於宇宙的膨脹年齡，這是毋庸置疑的。我們附近的宇宙似乎沒有年齡超過200億年的非常古老的恆星，儘管它們的性質應該很容易識別，並且是我們所看到的最古老恆星的物理和演化的簡單延伸。
12、在宇宙背景輻射場中，每一個質子和中子都有大約一千萬個光子。這是一個重要的「熱力學」數字，它告訴我們到目前為止宇宙是如何進化的。為什麼它的熵這麼大？
13、觀測到的星系團聚程度與有限年齡小於200億年的膨脹宇宙是一致的。一次直接的觀察再次告訴我們，引力在今天的宇宙中並沒有很長的時間來建立大型複雜的結構。
14、沒有比鋰重的元素具有普遍的豐度比。-是什麼過程產生了這些較重的元素？
15、宇宙曾經對自己的輻射不透明。這一定是宇宙背景輻射的黑體形狀造成的。
16、宇宙現在完全由物質主宰，而不是物質和反物質的混合物。-只有少數大爆炸宇宙學的競爭者試圖解釋這種直接的觀測。
就是這樣，這不是一個撞球遊戲，其中的主球（數據）是精心排列的，以便大爆炸理論出來看起來不可避免。這些理論中的任何一個都被反覆地邀請去做最好的嘗試，結果總是一樣的。支持者們不得不介入其中，甚至讓他們的理論為這些宇宙學數據提供一個簡單的預測。
大爆炸宇宙學最大的預言在於它的基礎。它基於廣義相對論的無誤性，以及這個理論如何解釋極端條件下的重力。它的基本預測已經多次得到檢驗，倫澤-蒂林效應和重力波等新的奇異現象也被理論預測和證實。這似乎完美地解釋了引力是如何工作的，但如果它是準確的，那麼除了我們能看到的5%的恆星和氣體外，我們還需要宇宙中大量的暗物質和暗能量，這是個大問題。
暗物質不僅存在於宇宙尺度，而且存在於星系那樣小的區域。事實上，早在WMAP（威爾金森微波各向異性探測器）進行第一次研究之前，它就已經在星系中被發現了。我們銀河系中圍繞其中心運行的引力物質似乎比我們能探測到的所有發光物質和氣體雲的引力物質多6倍。事實上，我們研究過的任何大型物質系統都有暗物質問題。一些物理學家將其解釋為廣義相對論本身的實際崩潰，但他們的支持者卻找不到一種對於廣義相對論的延伸或替代品，使暗物質消失。與此同時，物理學家在大型強子對撞機或世界各地的其他實驗室尚未發現任何暗物質的候選粒子。
所以暗物質可以被添加到大爆炸宇宙學，但我們還不知道它是什麼樣的物理物質，也不知道廣義相對論本身是否存在一些微妙的問題。
作者: astronomycafe
FY: 楚沫汐汐
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