在广阔无垠的宇宙面前，人类的探索欲望和好奇心似乎永无止境。自古以来，无论是宗教学者、哲学家，还是现代的作家和宇航员，无不在尝试揭示万物的起源之谜。

如今，科学界与学术界普遍接受的是“宇宙大爆炸”理论，且随着越来越多的证据涌现，许多人已不再将此视为纯粹的理论。然而，在138亿年前无生命见证的情况下，我们如何确定大爆炸确实发生过呢？

大爆炸理论概述

简而言之，大爆炸理论认为我们所在的宇宙处于不断膨胀的状态，已有约138亿年的历史。宇宙诞生之初，所有物质都源自一个密度无限大的点，被称为奇点。在宇宙形成初期的几微秒内，这些物质（亚原子粒子）形成，并在接下来的数十万年间逐渐聚合。这些亚原子粒子结合成为质子，受引力作用聚集为简单的元素，进而形成恒星、星系、小行星、星云、卫星、树木、河流以及宇宙中所有其他物质。

“大爆炸”一词最早于1949年在一场广播中被提及，其初衷是对该理论的批判（演讲者不认同“大爆炸”，更倾向于宇宙的稳态理论）。然而，大爆炸的可观测证据早在几十年前便已出现，并由诸如阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）等科学巨擘所传播。它之所以成为天文学领域的主导理论，在于其能够解释宇宙中绝大多数观察现象。

但我们如何确定这一切呢？

不断膨胀的宇宙

科学常常需要通过建立理论来解释观察结果，而非单纯提出假设并进行验证。大爆炸理论便是如此一例。观察遥远的星系和恒星，我们发现它们似乎都在远离我们。这表明，我们生活在一个不断膨胀的宇宙中。若将时钟倒拨至最开始的时刻，我们便会看到一切都起始于一个单一的点，从那个奇异时刻（即大爆炸）开始，万物向外膨胀。

膨胀的宇宙

我们所观察到的大多数天体都在远离我们，这是因为它们所发出的主要是红移。从根本上说，当一个物体远离我们（观察者）时，我们所探测到的光波会被拉长，导致颜色偏红，与物体朝我们靠近时产生的变化截然不同。

宇宙微波背景

人们通常对光的概念有限，因为可见光仅占整个电磁波谱中极小的一部分。然而，X射线、红外光和微波等其他形式的光对科学家研究宇宙和解开其历史秘密至关重要。

在大爆炸的瞬间，巨大的能量和物质释放为宇宙带来光明（最初体积较小）。在历经138亿年之后，这些光线或多或少地膨胀和扩散，均匀地填充了整个宇宙。通常，我们检测到的光或红移或蓝移（如前所述），因为光来自固定的光源。但是，我们可以探测到来自各个方向、强度一致的微波，这表明它们从一开始就存在。科学家们将其恰当地命名为“宇宙微波背景”。

宇宙膨胀与引力波

据理论推测，大爆炸之后便进入了“宇宙膨胀”时期，产生了引力波和密度波。

自2015年9月24日LIGO首次发现引力波以来，引力波成为了人们关注的焦点。引力波实际上是时空结构中的涟漪，它是爱因斯坦广义相对论的关键组成部分。随着我们对引力波探测能力的提升，我们有望从大爆炸后的几秒钟内探测到现有的引力波。换言之，我们的观察和证据持续支持大爆炸理论。

宇宙的成熟

现有理论认为，最早的星系形成于大爆炸后约10亿年。自那以后，星系和星云的成熟促成了星系团和更大规模的恒星形成。随时间推移，恒星和整个星系会走向死亡和燃尽，但它们的遗骸依然存在。观察宇宙中较老的区域，我们能发现与那些古老星系相比，“年轻”的星系在基本特征上存在明显差异。

这表明宇宙仍在成熟和变化，回顾大爆炸时期的宇宙如同翻阅一部年鉴，随时间推移，外形的变迁显而易见。

尚有未解之谜？

尽管过去百年的诸多观测和发现有力地支持了大爆炸理论，但仍有一些现象让现代天文学家感到困惑。例如，暗能量和暗物质的作用尚未完全明了，但它们与观测到的宇宙膨胀加速有关（是的，我们不仅在扩张，还在加速扩张）。

还有一些争议性的话题，如宇宙的形状和最终命运。我们是会永远扩张直到能量耗尽（大冻结理论），还是会以“大坍塌”告终，所有物质最终回到一个奇点，重新开始整个大爆炸过程？

我们可以肯定，对于大爆炸以及宇宙的未来还有许多疑问，但我们每年都在寻找更多的答案。随着科技不断进步，我们的观测也在不断验证我们的理论，我们几乎无法否认生命、宇宙及所有事物的起源……因此，大爆炸的意义非凡！