大霹靂

大霹靂（英語：Big Bang）， 是咧描述宇宙的起源佮演化的宇宙學模型，這模型得著當今科學研究佮觀測上廣泛而且上精確的支持。

宇宙學中通常咧講的 " 大霹靂 " 是講：宇宙是佇過去有限的時間進前，猶毋過一个密度誠大而且溫度誠懸的太初狀態演變而來的。根據二空一五年普朗克衛星所得著的最佳觀測結果，宇宙大霹靂到今一百三十七交九九 ± 空九二一億年，並經過不斷的膨脹到位今仔日的狀態。 大霹靂這一模型的框殼基於愛因斯坦的廣義相對論，閣佇場方程式的求解頂懸做出了一定的簡化（譬如講宇宙學原理假使空間的齊勻性佮各向同性）。 一九二二年，蘇聯物理學家亞歷山大 ・ 傅里德曼用廣義相對論描述了流體，對而且出這模型的場方程式。一九二七年，比利時物理學家喬治 ・ 勒梅特通過求解傅里德曼方程式已經佇咧理論上提出仝款的觀點，這解後來予人號做里德曼－勒梅特－羅伯遴－沃克度規。一九二九年，美國物理學家愛德溫 ・ 哈伯透過觀測發現，對地球到位遙遠星系的距離比遮的星系的紅移，對遮來推捒出宇宙膨脹的觀點。哈伯仔的觀測表明，所有遙遠的星系和星系團佇視線速度頂懸攏佇遠離咱這觀察點，而且距離愈遠退行視速度愈大。若準做前星系佮星團間彼此的距離佇咧不斷增加，則說明𪜶佇咧過去捌佇咧足近的。對這項觀點物理學家進一步推測：過去宇宙捌處一个密度極懸而且溫度真懸的狀態，大型的粒仔加速器佇類似條件下所進行的實驗結果愛有力來支持這一理論。毋過，因為當前技術的原因，粒子加速器所會當達到的高能範圍猶閣十分有限，毋過到目前為止，猶無證據會當直接或者是接描述講膨脹乎初始的極短時間內的宇宙狀態。對而且，大霹靂的理論猶無法度對這个宇宙的初始狀態做出任何描述佮解說，事實上伊所會當來描述並解說的是這个宇宙佇初初的狀態了後的演化圖景。當前所觀測著的宇宙中氫元素的豐度，和理論所講的宇宙早期快速膨脹閣冷卻過程中，上頭仔的幾分鐘內通過核反應所形成的遮的元素的理論豐度值非常接近，定性並定量描述宇宙早期形成的氫元素豐度的理論予人號做太初核合成。

大霹靂一詞首先是由英國天文學家堀雷德 ・ 霍他所採用的。霍他爾是和大霹靂從立的宇宙學模型—— 穩態理論的倡導者，伊佇一九四九年三月英國廣播公司的一擺廣播節目中將勒梅特等人的理論稱作「這大霹靂的觀點」。 雖然講有足濟通俗諺記錄霍伊按呢講是出於剾洗，但是他爾本人明確認一點了這點，伊的聲稱這只是為著欲重說明這兩个模型的顯明無仝的所在。霍伊爾後來為恆星核合成的研究做出重要貢獻，這是恆星內部通過核反應利用氫元素製造出某一寡重元素的途徑。一九六四年發現的宇宙微波背景是伨大霹靂確實發生的重要證據，特別是當測著其實誠頻譜對伊畫出來伊的烏體輻射曲線了後，大多數科學家攏開始相信大霹靂理論矣。

雖然大霹靂模型有數學佮物理學的伨，但是因為無任何古早人直接觀察記錄，嘛無可靠的歷史文獻，歷史學家一般袂看大霹靂論為可信的歷史。宇宙的起源、河溪系的起源、日頭系的起源、地球的起源、性命的起源、性命的演化史佮人類的演化史，攏無相信史範圍，閣予人看做史前史學。

動機佮發展

大霹靂理論是通過對宇宙結構的實驗觀測佮理論推導發展來的。佇實驗觀測方面，一九一二年維斯托 ・ 斯里枯頭擺測量一个「旋渦星雲」（「 旋渦星雲」是彼陣對彼旋渦星系的舊稱法）的攏卜勒頻移，其後伊閣證實絕大多數類似的星雲攏佇退離地球。猶毋過斯里鼻芳並無互相聯想著這个觀測結果對這个宇宙學的意義，因為佇咧彼當陣，這是「星雲」敢是咱的河溪以外的「島宇宙」這一問題存在強烈爭議，並引發世紀天文大辯論。佇理論研究方面，一九一七年愛因為斯坦將廣義相對論理論應用著規个宇宙，發表了標誌從物理宇宙學生的論文《根據廣義相對論對宇宙學所做的考察》。 毋過對廣義相對論出發建立的宇宙模型毋是靜態的，這和當時靜態宇宙的主流觀點並無符合，愛因為按呢在場的方程式加入一个彼號宇宙學常數來進行修正。一九二二年，蘇聯宇宙學家、數學家亞歷山大 ・ 傅里德曼假設了宇宙佇大尺度頂懸攏勻和各向同性，利用引力場方程式推導出描述空間上均一而且各向同性的傅里德曼方程式，佇這个方式中宇宙學常數是會當消掉的。通過選取合適的狀態方程式，對傅里德曼方程式提著的宇宙模型是佇咧膨脹的。一九二四年，埃德溫 ・ 哈伯測量矣最近的「旋渦星雲」離地球的距離，其結果證實著𪜶佇河溪系以外，本質是其他的星系。一九二七年，比利時物理學家喬治 ・ 勒梅特在無了解傅里德曼工作的情況下獨立提出天雲了後退現象的原因是宇宙佇咧膨脹。一九三一年勒梅特進一步提出「原生原子假說」，認為講宇宙當咧進行的膨脹意味著伊佇時間反演頂懸會發生崩勼，這款的情形會一直發生落去到伊袂當閣勼落去為止，這个時陣宇宙中的所有的量攏會集中到一个幾何 sài-sù 足細的「原生原子」上，時間佮空間的結構就是對這「原生原子」產生的。

一九二四年起，哈伯為勒梅特的理論提供了實驗條件：伊佇威爾較輸𪜶山天文台利用口徑兩百五十厘米的虎克望遠鏡費心建造了一系列天文距離指示儀，這是宇宙距離尺度的前身。遮的儀器予伊會當通過觀測星系的紅移量來推測星系佮地球之間的距離。伊佇一九二九年發現，星系遠離地球的速度和地球之間的距離拄好成正比，這就是咱講哈榮定律。若勒梅特別佇咧理論推測，根據宇宙學原理當觀測很大的空間時，無特殊方向佮特殊的方向，因此哈伯定律說明宇宙佇咧膨脹。

二十世紀三十年代，閣出現一寡食看覓來解說哈伯所觀測咱現象的非主流宇宙模型，譬如講米爾恩宇宙、振動宇宙（上早由傅里德曼提出，後來主要推廣者是阿爾伯特 ・ 愛因斯坦和理察 ・ 托爾曼、ua里茨 ・ 茲威基的衰減光子假講。

第二次世界大戰了後，宇宙膨脹的觀點引出兩種互相對立的可能理論：一種理論講由勒梅特提出，喬治 ・ 伽莫夫支持佮完善的大霹靂理論。伽莫夫提出太初核合成理論，啊若伊的同事拉爾夫 ・ 阿爾菲佮羅伯特 ・ 赫爾曼則理論上預言了宇宙微波背景輻射的存在。另外一種理論是英國天文學家堀雷德 ・ 霍他一大人拿出的穩態理論。在穩恆態宇宙模型里，新物質佇星系遠離留落來的空間不斷產生，對這个宇宙佇任何時陣看起去攏基本無變化。有剾洗的意味就是講，大霹靂理論的名稱煞是來自霍伊爾講著勒梅特的理論時陣所用的稱呼，伊佇一九四九年三月的一期 BBC 廣播節目《物質的特性》（The Nature of Things）中將勒梅特等人的理論叫做「這大霹靂的觀點」。 了後的濟濟年，這兩種理論並立，但無線電源計數一系列觀測證據予天平漸漸仔共大霹靂理論趨趨。一九六五年，宇宙微波背景輻射的發現和確認閣較使絕大多數物理學家攏相信：大霹靂是會當描述彼號宇宙起源佮演化上好的理論。這馬宇宙物理學的差不多所有的研究攏佮宇宙大霹靂理論有關係，抑是伊的延伸，抑是進一步咧解說，比如講大霹靂理論的框殼後星系如何產生，早期和極早期宇宙的物理定律，以及用大霹靂理論解說新觀測結果等。

二十世紀九十年代尾期佮二十一世紀初，召鏡技術的重大發展佮像宇宙背景探測者（COBE）、 哈伯太空召鏡（HST）佮威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）等太空探測器收集著的大量數據使大霹靂理論又閣有新的大突破。宇宙學家對而且會當閣較精確的測量大霹靂模型中的各種參數，而且佇內底發現著真濟料想袂到的結果，比如講宇宙的膨脹當咧加速。

概述

大霹靂年表

通過廣義相對論將宇宙的膨脹進行時間反演，則會當出宇宙佇過去有限的時間進前捌處一个密度佮溫度攏無限制的狀態，這款的狀態予人叫做是奇巧點，奇巧點的存在意味著廣義相對論理論佇遮無適用。猶原存在咧爭論的問題是，藉助廣義相對論咱會當佇偌大程度上理解接近奇巧點的物理學—— 會當肯定的是袂因為普朗克時期。宇宙極早期這个高溫高密的相態予人號做是「大霹靂」，這予人看做是咱的宇宙的誕生時期。通過觀測 Ia 型超新星來測量宇宙的膨脹，對宇宙微波背景輻射溫度起落的測量，佮對星系之間相關函數的測量，科學家計算出宇宙的年齡大約是一百三十七刣三 ± 一孵二億年。這三个獨立測算所得著的結果相符，對而為具體描述宇宙所包含物質比例的 ΛCDM 模型提供了有力的證據。

關於大霹靂模型中極早期宇宙的相態問題，到今猶原充滿臆。佇大多數捷看著的模型中，宇宙誕生初期是由均勻而且各向同性的高密高溫高壓物質構成的，並佇咧極早期發生了非常快速的膨脹佮冷卻。大約是佇咧膨脹進行到十二三十七秒的時，產生一種相變使宇宙發生暴脹，佇這期間宇宙的膨脹是呈指數增長的。做暴脹了後，構成宇宙的物質包括夸克-膠仔漿，猶閣有其他所有的基本的粒仔。現此時宇宙猶原非常列刜，致使粒子攏咧做相對論性的高速隨機運動，抑若粒子－反粒子對這此期間嘛通過相磕毋斷的創生佮煙筒，對這个宇宙中粒仔佮反粒子的彼个數量是相等的（宇宙中的總重子數為零）。 到其尾仔的某一个時刻，一種未知的違反重子數守恆的反應過程出現，伊使夸克佮輕子的數量略略仔超過矣反夸克佮反輕子的數量—— 超出範圍大約是三千萬分之一的量級上，這一過程予人號做重子生成。這機制致使了當今宇宙中物質佮物質相對反物質的主導地位仝款。

隨著宇宙的膨脹速度佮溫度進一步的降低，粒子所具有的能量普遍開始沓沓仔降低。當能量降低到一太電子伏特（一千空一十二 eV）時產生矣對稱破缺，這相變基本粒仔佮基本的交互作用形成做今咱看著的款。宇宙誕生的十曉十一秒了後，大霹靂模型中臆的成份就進一步減少矣，因為這个時陣的粒仔能量已經降低到矣高能物理實驗所會當企及的範圍。十曉六秒了後，夸克佮膠仔結合形成了諸如質子佮中子的重子族，因為夸克的數量愛略懸於反夸克，重子的數量嘛愛比反重子閣較懸。這个時陣呢宇宙的溫度已經降低甲無夠以產生的一寡新的質子－反質子著（類似地，嘛袂當產生新的中子－反中子著）， 自按呢即時致使粒子佮反粒子之間的質量煙滅，這予原有的質佮中子干焦十億分之一的數量共保留落來，毋過對應的所有反粒子是全部煙滅。大約佇一秒了後，電子佮正電子之間嘛發生著類似的過程。經過這系列的煙滅，後手的質子、中子和電子的速度降低甲相對論性以下，啊若這陣宇宙能量密度的主要貢獻來自湮滅產生的大量光子（少部份來自微中子）。

佇大霹靂發生的幾分鐘了，宇宙的溫度降低到大約十億克耳文的量級，密度降低到大約海平面附近空氣密度的水平。少數質子佮所有中子結合，組成交害去的原子核，這个過程叫做太初核合成。大多數質子嘛無和中子結合，形成氫的原子核。最後宇宙的冷卻，宇宙能量密度的主要來自靜止質量產生的引力的貢獻，並且超過原本的光子以輻射形式的能量密度。佇大約三十七交九萬年以後，電子佮原子核結合成做原子（主要是氫原子）， 通過佮物質脫箠，輻射會當佇宇宙空間內底相對自由的傳播，這个輻射的殘跡就形成今仔日的宇宙微波背景輻射。

雖然以稻在大尺度上物質差不多攏一分布，毋過猶是佇咧某一寡密度較大的區域，毋過佇遮了後誠長的一段時間內遮的區域內的物質通過引力的作用吸引附近的物質，毋過變甲密度閣較大，嘛形成氣體雲、恆星、星系等其他佇今仔日的天文學上可觀測的結構。這一過程具體細節決定佇咧宇宙中物質的形式佮數量，其中的形式有可能有三種：冷暗物質、熱暗物質佮重子物質。這馬目前來自 WMAP 的最佳觀測結果表明，宇宙中占主導地位的物質形式是冷暗物質，若其他兩種的物質形式佇咧宇宙中所占比例無超過百分之十八。另外一方面，著 Ia 型超新星和宇宙微波背景輻射的獨立觀測表明，當今的宇宙被一種號做暗能量的未知能量形式主導著，暗能量予人認為滲透著空間內底每一角勢。觀測顯示，做今宇宙的總能量密度中有百分之七十二的部份是以暗能量這形式存在的。根據推測，佇咧宇宙足少年暗的能量就已經存在矣，但是這个時陣宇宙尺度真細个物質間彼此距離真近，因為佇彼當陣引力的效果顯示對減少宇宙的膨脹。但經過幾若十上百億年的膨脹，不斷增加長的暗能量開始予宇宙膨脹沓沓仔加速。表述暗能量上簡潔方法是佇愛因為私坦引力場方程式中添加所謂宇宙常數項，但是這猶原無法度回答暗能量的構成、形成機制等等的問題，猶閣有佮現此伴隨的一寡閣較基礎問題：譬如講關於伊狀態方程式的細節，佮伊和粒仔物理學中標準模型的內咧聯絡，遮的無解決的問題猶原愛等待理論佮實驗觀測的進一步研究。

所有佇咧暴脹時期了後的宇宙演化，攏會當用彼號宇宙學中的 ΛCDM 模型來足精確的共伊講，這宇宙學標準模型來自廣義相對論和量子力學各自獨立的框殼。物理學者猶無清楚暗物質佮暗能量的物理性質，天文觀測也猶未證實暴脹理論的正確性。對閣較早期有關於這个宇宙的描述，一般認為需要一个統合廣義相對論和量子力學的量子引力理論來突破這一難題。如何才會當理解這一極早期宇宙的物理圖樣是當今物理學的上大無解決問題之一

基本假使講

大霹靂理論的建立是佇兩个基本假使講：物理定律的普適性佮宇宙學原理。宇宙學原理是指佇大尺度上這个宇宙是齊勻而且各向同性的。

遮的觀點起頭是做為先驗的公理予人引入的，但這馬已經有相關研究工課試圖對𪜶進行驗證。譬論講對頭一个準備來講，已經有實驗證實佇宇宙誕生以來的真大多數時間內，幼路結構常數的相對誤差值袂超過十人被。此外，通過對太陽系佮雙星系統的觀測，廣義相對論已經得著非常精確的實驗證；佇閣較闊的宇宙學尺度上，大霹靂理論佇濟个方面的經驗性取得的成功嘛是對廣義相對論的有力支持。

假使對地球上看大尺度宇宙是每一个同性的，宇宙學原理會當對一个閣較簡單的哥白尼原理中引導出。哥白尼原理是講無存在一个受偏好的（抑是講特別的）觀測者觀測位置。根據對微波背景輻射的觀測，宇宙學原理已經被證實佇十石五的量級上成立，啊若宇宙佇大尺度上觀測著的齊勻性是佇咧百分之十的量級。

傅里德曼－勒梅特－羅伯遴－沃克度規

廣義相對論採用度規來描述時空的幾何屬性，度規會當予出時空中任意兩點之間的閬間。遮的點會當是恆星、星系佮其他的天體，𪜶佇時空中的位置通用一塊遍布規个時空的坐標卡抑是「網格」來說明。根據宇宙學原理，佇大尺度頂懸規應該愛做齊勻而且閣有仝性的，唯一符合這一要求的度規叫做傅里德曼－勒梅特－羅伯遴－沃克度規（FLRW 度規）。 這一度規包含一個含時的標度因為，伊描述著宇宙的 sài-sù 如何綴時間咧變化，這會當選擇咱建立一个方便的坐標系即所謂同移坐標系。佇這个坐標系的中網格綴宇宙做伙膨，對這來的宇宙膨脹發生運動的天體將被固定佇咧網格的特定位置頂懸。雖然遮的同移天體兩者之間的坐標距離（同移距離）保持袂變，𪜶彼此間實際物理距離是正比宇宙的標度因為膨脹的。

大霹靂的本質並毋是物質的爆炸對佇外口擴散到規个曠闊的宇宙空間，是每一搭的空間本身隨著時間的膨脹，對而且兩个共動天體之間的物理距離佇咧不斷增加。因為 FLRW 度規假設宇宙中物質佮能量的齊勻分佈，伊干焦對宇宙佇大尺度下跤的情形適用—— 對親像阮的星系這款局部的物質聚集的情形，引力的束縛作用愛遠大於空間度規膨脹的影響，對這个袂當採用 FLRW 度規。

視界

大霹靂時空的一个重要特點就是視界的存在：因為宇宙有限的年齡，並且光有限的速度，毋過可能存在某一寡過去的事件無法度通過光向咱傳遞資訊。對這分析會當知影，存在按呢一个極限抑是講過去視界，干焦佇這个極限距離以內的事件才有可能予觀察著。另外一方面，因為空間佇咧不斷膨脹，而且愈遙遠的物體退行的速度愈大，對阮遮發出的光有可能永遠嘛無法度到遐。對這分析會當知影，存在按呢一个極限抑是講未來視界，干焦佇這个極限距離以內的事件才有可能去予咱所影響著。以上兩種視界的存在佮無看著是毋是欲描述咱的宇宙的 FLRW 模型的具體形式：咱現有對極早期宇宙的認知意味著宇宙應當存在一个過去視界，毋過佇實驗內底咱的觀測猶原予早期宇宙對電磁波的無透明性所限制，這致使著咱佇過去視界因為空間膨脹而退行的情形之下猶原無法度通過電磁波觀測著閣較久長的事件。另外一方面，假使若宇宙的膨脹一直加速落去，宇宙嘛會存在一个未來視界。

觀測證據

大霹靂理論上早嘛上直接的觀測證據包括對星系紅移觀測著的哈伯仔膨脹、對宇宙微波背景輻射的幼路測量、宇宙間輕元素的豐度（參見太初核合成）， 啊若今大尺度結構佮星系演化嘛成做新的支持證據。這四種觀測證據有時予人號做「大霹靂理論的四大枝柱仔」。

哈伯定律

對遙遠星系和類星體的觀測表明遮的天體存在紅移—— 對這工體發出的電磁波波長會變長。通過觀測取得星體的頻譜，而構成天體的化學元素的原子佮電磁波的交互作用對應特定的吸收佮發射譜線，共兩者進行比對則會當發現遮的譜線攏向波長閣較長的一端徙動。遮的紅移是齊勻而且各向同性的，也就是講佇咧觀測者看來任意方向天體攏會發生齊勻分佈的紅移。若講將這款紅移解說為一種攏卜塊，著會當進一步推捒天體的退行速度。對某寡星系，𪜶到地球的距離會當通過宇宙距離尺度來估算出。若共各星系的退行速度和𪜶去地球的距離一一列出，著會當發現兩个線性關係即哈伯定律：

: $ v=H _ { 零 } D \ , $

其中

:

根據哈伯定律咱的宇宙圖樣有兩種可能：抑是咱正界佇空間膨脹的正中央，對而且所有的星系攏佇遠離咱—— 這和哥白尼原理違背—— 或者是宇宙的膨脹是逐位攏相仝的。對廣義相對論推測出宇宙當咧膨脹的假說是由亞歷山大 ・ 傅里德曼佮喬治 ・ 勒梅特分別佇一九二二年和一九二七年各提出的，攏愛早佇咧哈伯仔佇咧一九二九年所進行的實驗觀測佮分析的工作。宇宙膨脹的理論後來成做了傅里德曼、勒梅特、羅伯遴、沃克等人建立大霹靂理論的基石。

大霹靂理論要求哈伯定律 $ v=H _ { 零 } D \ , $ 佇任何的情況下攏成立，注意遮 $ v $、$ D $ 和 $ H _ { 零 } $ 隨著宇宙膨脹攏有咧斷變化（因此哈伯常數 $ H _ { 零 } $ 實際是講「當前狀態下的哈伯常數」）。 對距離比較較遠小於可觀測宇宙尺度的情形，哈伯紅移會當理解做因為退行速度 $ v $ 造成的攏卜勒頻移，但本質上哈伯紅徙並毋是真正的攏跋甲乒乓叫，是佇光對遙遠星系發出了後去予觀測者接收的這个時間隔內，宇宙膨脹的結果。

天文學上觀測著的高度齊勻分布而且各向同性的紅移，佮其他有誠濟觀測證據，攏支持宇宙佇咧各方向頂懸看起來攏相仝這宇宙學原理。二空空空年，咱通過測量宇宙微波背景輻射對調遠天體系統的動力學所產生的影響，證實了哥白尼原理，即地球相對大尺度宇宙來講絕非宇宙的中心。早期宇宙來自大霹靂的微波背景輻射溫度愛提懸懸當今的輻射餘溫，幾十億年來微波的背景輻射齊勻降溫的事實干焦會當解說為宇宙空間當咧進行著度規膨脹，並且排除了咱所在接近一个特殊的爆炸中心的位置的可能性。

宇宙微波背景輻射

佇宇宙誕生的上初幾工內，宇宙佇咧完全的熱平衡態，並且伴隨有光子的不斷吸收佮發射，自按呢產生一个烏體輻射的頻譜。其後隨著宇宙的膨脹，溫度漸漸降低到光子袂當繼續產生抑是湮滅，毋過現此時的懸溫猶是會當致使電子佮原子核彼此時分離。現此時的光子不斷佮遮的自由電子發生散射，所以，早期宇宙對電磁波是無透明的。做溫度繼續降低差不多三千 K 時，電子佮原子核開始結合做原子，這一過程佇宇宙學中叫是復合。因為光子被中性原子散射的機率是足細的，當差不多所有電子攏佮原子核發生複合了後，光子的電磁輻射和物質脫箠。這个時陣大約發生佇大霹靂後三十七萬九千年，予人號做「最終的散射」時期。遮的光子構成矣會當予今仔日的人觀測著的背景輻射，抑若觀測著的背景輻射的漲落圖樣正正是這一時期的早期宇宙的直接寫照。隨著宇宙的膨脹，光子的能量因為紅徙開始降低，對使光子落入去電磁波譜的微波頻段。微波的背景輻射被認為佇宇宙中的任何一點攏會當予觀測，並且佇咧各方向頂懸攏有（差不多）有仝款的能量密度。

一九六四年，阿諾 ・ 彭齊亞斯佮羅伯特 ・ 威爾遴佇咧使用貝爾實驗室的一台微波接收器來進行診斷性測量的時，意外發見了宇宙微波背景輻射的存在。𪜶的發現為著微波背景輻射的相關預言提供著堅實的驗證—— 輻射予觀測著是各向同性的，並且對應的烏體輻射溫度做三 K—— 並且大霹靂假講提供了有力的證據。彭齊亞斯佮威爾綴袂著這項發現得著諾貝爾物理學獎。

一九八九年，NASA 發射了宇宙背景探測者衛星（COBE）， 閣佇一九九空年取得初步測量結果，顯示大霹靂理論對微波背景輻射所做的預言佮實驗觀測相符合。COBE 測得的微波背景輻射餘溫為而且健七二六 K，並且佇一九九二年頭擺測量矣微波背景輻射的起落（各向異性）， 其結果顯示這種各向異性佇咧十萬分之一的量級。約翰 ・ 馬瑟佮喬治 ・ 斯穆特因領導了這項工課猶閣得著諾貝爾物理學獎。佇紲落來的十年間，微波背景輻射的各向異性予濟个地面探測器佮雞胿仔實驗進一步研究。二空空空年到二空空一年間，以毫米波段氣球觀天計畫為代表的濟个實驗通過測量這款各向異性的典型角度大細，發現以稻在空間上是近平直的。

二空空三年初，威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）予出著伊的頭一改探測結果，其中包括著當時人咱所得著的上蓋精確的某一寡宇宙學參數。太空飛行器的探測結果閣有否定著某一寡具體的宇宙暴脹模型，毋過總體來講猶是符合廣義的暴脹理論。此外，WMAP 閣證實有一片「微中子海」彌散佇規个宇宙，這清楚的說明上早的一批恆星生的時陣捌用差不多五億年的時間才形成所謂宇宙霧，對開始佇原本烏暗的宇宙內底發光。二空空九年五月，普朗克衛星作為用佇咧測量微波背景各向異性的新一代探測器發射升空，伊予人寄希望會當對微波背景的各向異性進行閣較精確的測量，除了這以外猶閣有誠濟因為地面探測器佮氣球的觀測實驗嘛咧進行中。

原始物質豐度

採用大霹靂模型會當計算害去-四、害去-三、鋰和鋰-七等輕元素相對普通氫元素佇咧宇宙中所占含量的比例。所有遮的輕元素的豐度攏取決佇一个參數，早期的宇宙中輻射（光仔）佮這个物質（重子）的比例，啊若這个參數的計算佮微波的背景輻射漲落的具體細節無關係。大霹靂理論所推測的輕元素比例（注意遮是元素的總質量之比而非數量之比）大約仔為：害去-四 / 氫=空九二五，ua-sá-bih / 氫=十曉三，害去-三 / 氫=十曉四，鋰-七 / 氫=十曉七。

共實際測量到的各種輕元素豐度佮對光子重子比例推算出的理論值兩者較，會當發現至少是粗略符合。其中的理論值佮測量值符合上好的是增加元素，害去-四的理論值佮測量值接近毋過猶是有差別，鋰-七則是差兩倍，就對後來兩種元素的情形有無仝款的系統隨機誤差。就算講按呢，大霹靂核合做理論所預言的輕元素豐度佮實際觀測會當認為是基本符合，這是對大霹靂理論的強有力支持。因為到目前為止猶未有第二種理論會當誠好解說並且予出遮的輕元素的相對豐度，自大霹靂理論所預言的宇宙內底會當予「調控」害去元素含量嘛無可能超出抑是低於現有豐度的百分之二十至百分之三十。事實上真濟觀測嘛無除大霹靂以外的理論會當解說，譬如講是按怎早期宇宙（即在恆星形成進前，對物質的研究會當排除恆星核合成的影響）中害去的豐度欲懸於熔，製造的含量又閣愛懸於害去-三，而且比例閣較捷算。

星系演變佮分布

對星系佮類星體的分類佮分佈的詳細觀測為大霹靂理論提供了強有力的支持證據。理論佮觀測結果共同顯示，上頭仔的一批星系佮類星體誕生佇大霹靂後十億年，對遐了後閣較大的結構如星系團佮超星系團開始形成。因為恆星族群不斷衰老佮演化，咱所觀測著的距離遙遠的星系佮遐的距離較近的星系足無仝款的。此外，就算距離上相近，相對較晏形成的星系嘛佮遐的佇大霹靂了後較早形成的星系存在較大的差別。遮的觀測結果攏佮宇宙的穩恆態理論強烈反觸，啊若對恆星形成、和類星體的分佈佮大尺度結構的觀測是通過大霹靂理論對宇宙結構形成的計算模擬結果符合甲真好，對大使大霹靂理論的細節較趨完善。

其他的證據

人通過嘿哈伯膨脹猶閣有對微波背景輻射的觀測，分別估算出了宇宙的年齡。雖然這兩个結果互相捌存在一寡矛盾佮爭議，總是最後猶原取得相當程度上的一致：兩者攏認為宇宙的年齡愛較大於上老的恆星的年齡。兩个人的測量方法攏是共恆星演化理論應用著球狀星團上，並用放射性定年法測定每一粒第二星族恆星的年齡。

大霹靂理論預言矣微波背景輻射的溫度佇過去捌比這馬欲懸，啊若對高紅移區域來講（即距離足遠的）彼氣體雲林，通過觀測𪜶對溫度敏感的發射譜線已經證實矣這个預言。這个預言嘛意味有星系團中蘇尼亞呢夫-澤爾濟維奇效應的強度佮紅移並無直接相關；這點對目前觀測來看應該是近若正確，毋過因為蘇尼亞呢夫－澤爾濟維奇效應的強度閣和星系團的本身性質直接關聯，並且𪜶星系團的性質是佇咧宇宙學的時間尺度會發生根本的變化，致使著無法度精確檢驗這猜想的正確性。

特點、疑點佮問題

當今的科學家佇咧宇宙學問題頂懸攏普遍閣較佮意大霹靂模型，不而過佇咧歷史上科的學界捌分做兩派，一派是大霹靂模型的支持者，另外一派是其他替代宇宙模型的支持者。佇這个宇宙學的發展史內底，這个科學界捌不斷來爭論佗一个宇宙學模型會當上符合地來講這个宇宙學的觀測結果（參見動機佮發展一節）， 大霹靂理論的一寡問題嘛因此浮出水面乎。佇當今的科學界，伨大霹靂理論是壓倒性的共識，因此遮捌提出的問題真濟攏已經成做歷史，人為這个不斷修正佮完善大霹靂理論以及得著閣較好的觀測結果，對一直得著遮的問題的解說。

大霹靂的核心觀點—— 包括度規膨脹、早期高溫態、害去元素形成、星系形成—— 攏是對獨立佇咧任何的宇宙學模型的實際觀測當中推論出的，遮的實際觀測包括輕元素的豐度、宇宙微波背景輻射、大尺度結構、Ia 型超新星的哈伯圖等等。大霹靂理論發展到今，伊的正確性佮精確性有賴賴佇真濟奇特的物理現象，遮的物理現象或者是猶無佇地面實驗內底觀測著，或者是猶未予人納入粒仔物理學的標準模型中。佇遮的現象中，暗物質是當前各個實驗室所研究的上為活跳的主題。雖然暗物質理論當中到今猶原閣佇咧一寡無得著解決的細節佮疑點，諸如星系眩尖點問題佮冷暗物質的矮星系問題，毋過遮的疑點的解決只需要將來對理論做出進一步的修正，袂對暗物質這解說產生顛覆性的影響。暗能量是科學界另外一高度關注的領域，毋過到今猶原無清楚楚咧將來敢有可能直接對暗能量來進行觀測。

另外一方面，大霹靂模型中的兩个重要概念：暴脹佮重子數產生，佇咧某一種意義頂懸猶原予人認為是有咧臆性質的。𪜶雖然會當解說早期宇宙的重要性質，煞會當予其他的解說所替代袂影響大霹靂理論本身。欲按怎揣著遮的觀測現象的正確解說猶原是現此時物理學上大的無解決問題之一。

視界問題

視界問題來是任何資訊的傳達速度無可能超過光速的提前提。對一个存在有限時間的宇宙來講，這个前提決定了兩个有因果聯絡的時空區域之間的隔具有一个上界，這个頂界予人號做粒仔視界。對這个意義看起來，所觀測著的微波背景輻射的各向同性和這个推論存在矛盾：如果早期宇宙直到「最終的散射」時期進前一直攏予物質抑是輻射主導，彼當陣的粒子視界將只對應天空中大約二度的範圍，從無法度解說為啥物佇一个按呢廣的範圍內攏有仝款的輻射溫度猶閣有按呢相𫝛的物理性質。

對著這看若像矛盾的所在，暴脹理論去予出解決方案，伊指出佇彼个宇宙生真早期（因為重子數產生）的一段時間內，宇宙被齊勻而且各向同性的能量純量場主導著。佇咧暴脹過程當中，宇宙空間發生矣指數膨脹，抑若粒子視界的膨脹速度愛遠比原先想起來較緊，對這馬致使這馬因為有觀測宇宙兩爿的區域完全因為彼此的粒子視界當中。所以，現此時觀測著的微波背景輻射佇大尺度頂懸的各向同性因為是佇暴脹發生進前，彼个地界彼此是互相接觸而具有因果聯絡的。

根據維爾納 ・ 這海森堡無確定性原理，佇咧暴脹時期宇宙中存在微細的量仔熱起落，隨著暴脹遮的起落被放大到宇觀尺度，這就成做今宇宙中所有結構的種子。暴脹理論預言遮的原初起落基本上有尺度無變性並且滿足懸斯分布，這已經通過測量微波的背景輻射得著了精確的證實。

若暴脹的確實有發生過，宇宙空間內底的大片區域共因為指數膨脹完全是因為咱會當觀測的視界範圍以外。

平坦性問題

平坦性問題是一个和傅里德曼－勒梅特－羅伯遴－沃克度規相關的觀測問題。看佮宇宙的總量的密度是毋是大於是、和抑是等於臨界密度，宇宙的空間曲率會當是正的、負的抑是散的。做宇宙的能量密度等於臨界密度的時，宇宙空間予人認為是平平。毋過問題因為，任何一个偏離臨界密度的微小擾動攏會綴時間漸漸放大，但是到今觀測著的宇宙猶原是非常平的。若假設空間曲率偏離平順所經的時間尺度為普朗克時間咧欲十九點四十三秒，經過幾十億年的演化宇宙將會進入熱寂抑是大擠壓狀態，這一矛盾對得欲一个解說。事實上，就算講佇太初核合成時期，宇宙的能量密度嘛必須佇偏離臨界密度無超過十七倍的範圍內底，抑無將袂形成像咱今仔日看著的按呢。

暴脹理論對這个解說予，暴脹時期空間膨脹的速度按呢之緊，另外會當共產生的任何微小曲率攏抹平。這馬普遍認為暴脹致使著今宇宙空間的懸度平坦性，並且其實能量密度非常的接近臨界密度值。

磁單極子問題

關於著磁單極子的反對意見是二十世紀七十年代末，大一統理論預言了空間內的拓撲缺欲表現為吸單極子，這款缺陷佇早期高溫的宇宙中應該當大量產生，從而導致使這馬咱磁單極子的密度應當遠大於所會當觀測著的結果。足困難的理解就是，到今為止人毋捌觀測著任何磁單極子。解決這一矛盾的理論猶原是暴脹，佮抹平空間內底的曲率是相類似，空間呈指數暴脹嘛消除了所有拓缺陷。

價值咧講的是，外爾仔曲率假講作為暴脹理論的替代理論，仝款會當解說視界的問題、平坦白問題佮磁單極子問題。

重子毋著稱性

到今人閣無理解為啥物宇宙中的物質愛比反物質較濟：大霹靂理論認為高溫的早期宇宙處佇統計平衡態，具有仝款數量的重子佮反重子；毋過觀測表明，就算是足遙遠的所在，宇宙猶原差不多是由物質構成。產生這款毋對稱性的毋捌知過程叫做重子數產生，重子數產生的條件是所謂薩哈羅夫條件著愛滿足。遮的條件包括佇咧一種過程破壞重子數守恆、電荷共擔不變性佮電錢共擔－空間反演袂變性著愛予人破壞、宇宙偏離熱平衡態。這三个條件佇標準模型的框殼內攏會當得著滿足，毋過標準模型所預言的此款效應佇咧數量傷過細，無夠以完全解說重子毋著稱性的由來。

球狀星團的年歲

二十世紀九十年代中期，人發現對球狀星團的觀測結果佮大霹靂理論出現矛盾：人進行了佮球狀星團的星族觀測相符的計算機模擬，其結果顯示遮的球狀星團的年齡煞有百五億，這和大霹靂的理論所預言的宇宙的年齡為一百三十七億年嚴重不符。九十年代尾期，閣較完善的計算機模擬考慮著恆星風引起的質量損失效應，這一矛盾嘛基本得著了解決：上新的球狀星團的年歲愛比原先的結果細漢足濟。雖然人閣無確定這種方法測定的球狀星團年歲到底有偌精確，但已經明確的是𪜶無疑講是宇宙中上古早的天體之一。

暗物質

二十世紀七十至八十年代進行的濟濟的觀測顯示，宇宙中可見的物質的含量無法度解說所觀測著的星系內部佮星系之間彼此產生的引力強度。這就致使著科學家臆宇宙中有含量濟達百分之九十的物質攏屬於袂輻無線電磁波嘛袂佮普通重子物質交互作用的暗物質。另外一方面，若假使講宇宙中的大多數物質攏是普通重子物質，所得出的一寡預言嘛佮觀測結果強烈矛盾。比如講，若無欲假暗物質的存在，將真歹解說為何宇宙中樞的實際含量愛比理論上按算的低真濟。就算講暗物質這概念佇拄提出時陣猶有爭議，毋過有足濟觀測攏顯示伊的存在，包括微波背景輻射的各向異性、星系團的速度彌散、大尺度結構的分佈、著引力透鏡的研究、對星系團的 X 射線觀測等等。

如果要證實暗物質的存在，需要藉助伊佮其他物質的引力交互作用，毋過到今猶無佇實驗室內底發現構成暗物質的粒仔。到今物理學家已經提出真濟種粒子物理學理論來試圖解說暗物質，同時實驗上也存在多個直接實驗觀測暗物質的探測計劃。

暗能量

著 Ia 型超新星紅移－等之間關係的測量揭示矣宇宙自現有的年歲一半的時陣，伊的膨起來開始加速。如果解說這種加速膨脹，廣義相對論要求宇宙中的大部份的能量攏有一个會當提供負壓的因為，即所謂「暗能量」。 有其他若干證據顯示暗能量確實存在：著微波背景輻射的測量顯示宇宙空間是近平直的，對宇宙的能量密度需要非常的接近臨界密度；毋過通過引力匯集對宇宙質量密度的測量表明，宇宙的能量密度干焦臨界密度的百分之三十左右。因為暗能量並無像普通質量彼款發生正常的引力匯聚，伊是對彼部份「挕失」的能量密度的上好解說。此外有兩種對宇宙總曲率的幾何測量結果嘛要求了暗能量的存在，一款藉助了引力透鏡的頻率，另外一款利用大尺度結構的特徵圖樣作為量天尺。 負壓是真空能量一種性質，毋過暗能量的本性到底是啥物猶原是大霹靂理論的上大的謎猜團之一。目前提出的用來解說暗能量的候選者包括宇宙學常數佮第五元素。二空空八年 WMAP 團隊予出結合宇宙微波背景輻射佮其他觀測數據的結果，當今的宇宙有含百分之七十二的暗能量、百分之二十三的暗物質、百分之四配六的常規物質佮少於百分之一的微中子。其中常規物質的能量密度隨著宇宙的膨脹沓沓仔減少，暗能量來的能量密度煞（差不多）保持袂變。對這个宇宙過去有的定定的物質比例比例這馬愛懸，佇咧未來暗能量的比例是會主掌宇宙的膨脹行為。猶毋過，猶未有描述暗能量物理性質的理論，所以，暗能量未來的物理行為猶原就是未知數。

佇咧 ΛCDM 這一當前大霹靂理論的最佳模型中，暗能量被解說做廣義相對論中的宇宙學常數。毋過，基於廣義相對論並會當合理解說暗能量的宇宙學常數值，就算佮基於量子引力觀點的無成熟估算值比起來猶原予人驚疑疑的細。佇咧宇宙學常數以及其他解說暗能量的替代理論之間做出較和選擇是當前大霹靂研究領域中活跳的課題之一。

大霹靂宇宙的未來

佇咧發現暗能量進前，宇宙學家認為宇宙的未來有兩種圖：若有以宙能量密度超過臨界密度，宇宙會佇咧膨脹到上大體積了後崩去，佇崩過程當中，宇宙的密度佮溫度攏會閣再衝懸，落尾總結算仝爆炸開始相𫝛的狀態—— 即大擠壓；相反，若宇宙能量密度等於或者是臨界密度，膨脹會慢慢仔減速，但是永遠袂煞。恆星形成會因為各星系內底的星際氣體攏予人漸漸消磨而且最終停止；恆星演化最後致使干焦賰白矮星、中子星和烏空。相當勻勻仔，遮的幼路密星體相磕會致使質量聚集陸續產生閣較大的烏空。宇宙的平均溫度會漸漸近的趨於絕對零度，對遐達到所謂大凍結。此外，設死若質子有影標準模型預言的彼款是無穩定的，重子物質最終也會全部消失，宇宙中干焦留著輻射佮烏空，到尾仔烏空嘛會因霍金輻射而且全部攏蒸發。宇宙的宇宙會增加到極點，致使再嘛袂有自組織的能量形式產生，最後宇宙達到熱寂狀態。

現代觀測發現宇宙加速膨起來了後，人意識到今會當觀測的宇宙愈來愈濟部份將膨脹著咱的事件視界以外啊仝款咱失去聯絡，這一效應的最終結果猶無清楚。佇咧 ΛCDM 模型中，暗能量以宇宙學常數的形式存在，這个理論認為干焦諸如星系等等重力束縛系統的物質會聚集，閣綴著宇宙的膨脹佮冷卻𪜶嘛會到達熱寂。對暗能量來講其他的解說，比如幻影能量理論認為最終星系群、恆星、行星、原子、原子核以及所有的物質攏會佇一直繼續落去的膨脹中予人分裂去，即所謂大裂裂。

超越大霹靂理論的物理學

雖然佇宇宙學中大霹靂模型已經建立甲相當完善，咧將來伊猶閣非常有可能予人修正，譬如講對彼號宇宙誕生上早期彼个時陣上濟人猶無所知。潘洛斯－霍金奇異點定理表明，佇咧宇宙的時間開端必須愛有一个奇巧點。猶毋過，遮的理論攏是佇咧廣義相對論正確的提落才成立，廣義相對論講佇宇宙達到普朗克溫度進前著愛失效，啊若一个可能存在的量子引力理論有希望避免產生奇巧點。

這馬已經提出一寡設想，毋過每一个設想攏佮一寡猶無任何驗證的假講：

• 用哈特爾－霍金無邊界條件的時空有限模型；大霹靂理論的確實有出一个有限的時間，毋過伊的成立並無需要奇巧點的存在。
• 認為暴脹是因為弦理論中膜的運動的膜宇宙模型；一个前大霹靂模型；認為大霹靂是因為膜彼此相磕產生的大相磕模型；以及 ekpyrotic 模型的變種—— 循環模型，認為這款膜的相磕是周而復始的。佇循環模型內底，大𤲍壓佮隨在大霹靂了後發生，並且以宙永不停歇地進行著這種循環
• 混暴脹理論，佇這一理論中宇宙的暴脹會佇隨機的所在發生局部停止，每一个停止點攏會發生家己的大霹靂並按呢膨脹出新的氣泡宇宙。

後兩類的設想攏共大霹靂看作只是一个閣較大而且閣較古早的宇宙（即平行宇宙）中央的一个事件，毋是傳統意義上的宇宙開端。

哲學佮宗教詮釋

大霹靂理論是一種科學理論，伊的成立是建立佇咧佮觀測相符合的基礎頂面的。但是作為一个闡述「實在」起源的理論，伊對神學佮哲學抑是濟抑是少產生了暗示作用。二十世紀二十至三十年代，差不多每一个主流宇宙學家攏閣較佮意認定講宇宙無存在的尾仔會當保持密度無變做增長的穩恆態理論，閣有真濟人指責講大霹靂理論提出的宇宙佇時間上的開端是共宗教概念引入去物理學中，這一反對意見後來定定予穩恆態理論的支持者反腹提出。大霹靂理論創始人之一的喬治 ・ 勒梅特是一位羅馬天主教神父的事實是閣較為這款意見添油加醋。一九五一年十一月二二，教宗庇護十二世佇咧宗座科學院的開幕會上聲叫做大霹靂理論佮天主教的創世概念相符合。

自大霹靂理論予主流物理宇宙學界接受以來，已經有幾个宗教團體對大霹靂理論做出了反應，其中有一寡忠實接受大霹靂理論的科學依據，啊若有的試圖共大霹靂理論佮𪜶家己的宗教義相統合，有的若完全反對抑是忽視大霹靂理論的證據。

薩根的標準

薩根的標準是一句格言，認為講「超凡的主張，需要有超凡的證據」（Extraordinary claims require extraordinary evidence）， 這个格言往往成做理性思考、批判性思考、佮科學考證的重要標準之一。

大霹靂論佇咧宗教人士 ( 特別是亞伯拉罕諸教如基督教、天主教佮伊斯蘭教教徒 ) 佮公眾人眼內，往往認為伊是屬於超凡的主張，因為佮直覺、宗教古典佮創造論發生衝突，因此要求超凡的證據。因為無任何歷史文獻記錄這个宇宙生佮宇宙爆炸的歷史佮過程等等「超凡證據」成做佐證，宗教人士及袂少公眾人士攏無欲接納宇宙大霹靂論。

但是佇咧物理學佮宇宙科學家眼內，大霹靂論並非超凡主張，因為大霹靂論並無和現此時的科學佮物理學衝突，因此毋免有歷史文獻記錄等等「超凡的證據」嘛會當接納大霹靂論為科學理。

流行文化

• 二空空七年，《 生活大霹靂》
• 二空二一年，香港歌手張敬軒歌曲：《 大霹靂》

外部連結

• 開放式 kha-tá-lok-guh 計畫中和 Cosmology 相關的內容
• 大霹靂模型的動畫演示