现在受到最多支持的理论认为宇宙起源于一场大爆炸,宇宙最初是一个奇点,经过一次大爆炸之后逐渐膨胀,爆炸之后物理规则也开始诞生,这是现代宇宙学当中影响力最大的一种学说,它认为宇宙曾经有一段从热到冷的演化史。

基本假设

大爆炸理论基于物理定律的普适性和宇宙学原理两个基本原理,前者实际上就是广义相对论,这种理论认为物质和能量能够对时空造成扭曲,形成引力场。后者则认为宇宙是均匀、各向同性的,这意味着无论观测者处于宇宙的哪个位置,都应该看到相同的东西。最开始这一观点被作为先验的公理被引入,现在已经有证明这一理论真实性的相关研究工作。在宇宙学尺度上,大爆炸理论在多个方面都已经取得了经验性的成功。

观测事实

现在基于大爆炸理论,已经有了许多可以证明的观测事实,20年代天文学家埃德温·哈勃研究了维斯托·斯里弗的观测,他发现星系如果处于远离状态,将会显得更红,实际上这是光波变长的结果,哈勃认为这可能是由于宇宙正处于膨胀状态当中。

膨胀空间

膨胀空间是宇宙大爆炸理论的概念依据,这种概念将宇宙比作一个松紧带,宇宙进行膨胀时,松紧带上的所有纽扣都会远离,无论选择哪一个纽扣,它们附近的纽扣似乎都处于远离状态,并且这种膨胀处处相同。如果将这条纽扣的松紧带无限加长,或者形成一个圆圈,这个中心就不复存在,如果纽扣之间距离越远,退行速度就会越快,这意味着它们的速度和距离成正比,哈勃的发现恰好证明了这一结论。