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宇宙大爆炸

一切的起源

///宇宙在膨脹

普朗克宇宙微波背景：普朗克觀察到了宇宙微波背景的各向異性,。宇宙微波背景輻射是宇宙中最古老的光印在天空中的快照,，此時宇宙僅380000歲。宇宙微波背景輻射展示了很微弱的溫度波動 ,，這些溫度波動與不同區(qū)域之間細微的密度差符合,，也代表了所有未來形成結(jié)構(gòu)的起源：現(xiàn)在的天空中的恒星和星系。宇宙學最廣為人知的理論之一就是大爆炸理論,，這一想法認為我們的宇宙的開端比現(xiàn)在要更熱更密集并且從開始就一直在膨脹,。這一理論是基于目前對于宇宙的觀測：

· 外部的星系正在后退，他們后退的速度和與我們的距離成正比（埃德溫·哈勃是第一個注意到的人,，所以這被稱為哈勃定律）,，均勻的擴大可以很好的解釋這一觀察結(jié)果。如果宇宙正在擴大,，那么這應(yīng)該在很久以前在極小的一點開始,，而這一點就被稱作宇宙的開端，或者“大爆炸”,。

· 當我們觀測夜空時,，我們會發(fā)現(xiàn)一些多余的輻射。這些輻射被稱為宇宙微波背景輻射,，這是一個溫度為3開爾文的理想黑體,。隨著宇宙的膨脹，這些輻射表明了宇宙過去一定溫度更高并且阻擋輻射,。這證明宇宙微波背景完美地和宇宙變透明之后第一個光子逃逸的狀態(tài)相符,。從原子最初構(gòu)成，宇宙就開始變得清晰起來（在一件難以理解的被稱為“復合”的事件中）,。

///大尺度宇宙結(jié)構(gòu)

暗物質(zhì)分布的模擬：千禧模擬用了一百多億個粒子來追溯在宇宙中的一個邊長超過二十億光年的立方體區(qū)域中物質(zhì)分布的演化,。

通過使用對25個十字節(jié)存儲輸出的復雜的建模技術(shù),，科學家弗戈再次“創(chuàng)造”了產(chǎn)生這兩千萬粒子的星系和能量由于巧合積聚在中心的大質(zhì)量黑洞的演化歷史。這一影像展示了紅移z=0時的暗物質(zhì)分布,。

星系在宇宙中并不是均勻分布的,，但是他們往往先在星系群中被發(fā)現(xiàn)，而這些星系群也被排列在了一個更大的超星系團中,。我們的星系,，銀河系，存在于一個被我們稱為本星系群的星系中,。這一星系又包含兩個巨大的星系（銀河系和仙女座星系）以及很多矮星系,。這些星團只是星系群更大的版本,。有一個巧妙的比喻,，這些星系群像小鎮(zhèn)一樣，星團是城市,，超星系團則是包含著這些小鎮(zhèn)和城市的州（國家）,。

超星系團不是靜止的系統(tǒng)，這意味著他們?nèi)栽?strong style="box-sizing: border-box;">隨著宇宙擴展,，但是一般而言,，星系群和星團則被星系中相互的引力結(jié)合在了一起，所以不隨著宇宙擴展,。超星系團在宇宙中建立了一種細絲的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),，這些結(jié)構(gòu)有時被稱為宇宙細絲網(wǎng)。

通過研究這些尺度結(jié)構(gòu)可以學到相當多有關(guān)宇宙學的內(nèi)容,。這些超星系團是宇宙中第一構(gòu)造形成的剩余部分（在上文介紹CMB的部分提到),和宇宙中的第一結(jié)構(gòu)形成的方式,。

///疑云重重

從上世紀末到本世紀初，宇宙學家開始發(fā)現(xiàn)他們的研究正在靠近宇宙中的基本參數(shù),，最近康奈爾大學的宇宙學教授以“宇宙學完整嗎”開始了一次演講,，結(jié)果是否定的。然后這次演講就開始討論為什么在某些情況下是肯定的,，而在其他情況下是否定的,。

最近一些觀測（主要來自威爾金森微波各向異性探測器）解決了幾個宇宙學中存在已久的問題。這些證據(jù)很明顯的說明了哈勃常數(shù)在71km/s/mpc（精確到5%左右）和宇宙是一個幾何平面,，但這大概率是由宇宙中一種被稱為“暗物質(zhì)”的奇怪的能量形式所導致的,。普通物質(zhì)看起來也是由不可能組成人類（重子物質(zhì)）的暗物質(zhì)所導致的?？偟膩碚f,，這是一個奇怪的宇宙，但我們對她的了解已經(jīng)比之前要多得多,。

翻譯|@Murph 

審核|@罔象

排版|@吳泱