宇宙大爆炸理论有什么缺陷（我们凭什么相信大爆炸宇宙论）

为什么相信？

这个世界有许多事，不管你相不相信，它都在那里。

大爆炸宇宙模型已经早就成为了科学界公认的标准宇宙模型，物理学家、天文学家们都相信，但有些人就是不相信，不相信还不要紧，还要贬损一番。

是不是这些人有新鲜的理论替代它呢？还是发现了这个理论的重大bug，有反证能够证伪它呢？

no，没有。

这些大仙们就是凭着自己吃饭拉屎的一些生活常识，既不看理论本身，也不看证据，甚至看到了理论和证据还是一概反对贬损，好像不大言不惭的显示一下无知就不舒服。

时空通讯并不敢保证大爆炸宇宙论就是百分之百的正确，也不敢保证这个理论很完美，而且今后不被推翻，我只是相信科学发现和研究，相信观测事实，现阶段就说现阶段的话。

大爆炸宇宙模型是迄今为止唯一与各种观测发现相吻合，最符合逻辑判断的宇宙诞生演化学说，而且得到越来越多的证据支撑。

现在的天文学家们对宇宙观测研究，每一个新发现，几乎都能够从大爆炸宇宙模型中得到解释，符合宇宙演化预期，没有第二个宇宙成因理论能够与之相提并论。

爱因斯坦的广义相对论可以说是大爆炸宇宙论的理论基础，特别是爱因斯坦场论，科学的解释了宇宙中的许多现象和演化过程，根据场论得到的许多解都一一得到了证实。

如黑洞、引力波、引力透镜、微波背景辐射、星系恒星的演化规律等等，都已经被观测所证实，既印证了爱因斯坦相对论的正确，也符合大爆炸宇宙论的的预期。

按照基本的逻辑判断，不相信这个理论还能相信什么呢？这难道不是一个稍有科学素养的正常人最基本的认知吗？

大爆炸宇宙论的兴起。

从上世纪初，美国著名天文学家爱德文·鲍威尔·哈勃发现宇宙膨胀规律以来，爱因斯坦等现代物理学家、天文学家们就抛弃了静态宇宙模型，认识到宇宙是动态的、有始有终的。

因为物理学家、天文学家是讲科学讲证据的，如果也罔顾事实睁开眼睛说瞎话，研究就无法进行下去，就会钻入死胡同。

爱因斯坦的广义相对论最开始的引力场方程就很难自圆其说，因为他开始崇信的是静态宇宙论，这种认识统治了科学界几百年，认为宇宙从来就如此，无边无际，无始无终。

爱因斯坦也脱不了这个窠臼。

可他的引力场方程无论如何也得不出宇宙是一个静态的结果，根据他的引力场公式Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv，必然推导出一个从未停止变化的动态宇宙。

为了能够让这个公式与静态宇宙自洽，他不得不在这个公式中加一个“宇宙常数”，以维持静态宇宙的结果，这个公式就变成：∧gμv Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv，其中的“∧”为宇宙常数。

听说哈勃发现了星系红移，爱因斯坦立刻赶到哈勃工作的威尔逊天文台验证，亲自观测了红移现象，证实后立刻公开承认自己的错误，去掉了场方程中画蛇添足的宇宙常数，确定了今天大家熟知的爱因斯坦场方程：

Gμv​=Rμv-(1/2)Rgμv=(8πG/c^4)Tμv

在这里，我们简单了解一下何谓“红移”。

所谓“红移”是光的一种多普勒效应，多普勒效应开始是用在声音传播上。

发现这个效应的是一位叫克里斯琴·多普勒·约翰的奥地利数学家、物理学家。

其实这种效应在我们的生活中都能感受到，当一辆救护车从远处向你开来时，我们听到的警笛声会高昂激越，当经过你身边远去时，警笛声就会变得低沉舒缓。

但平常人听到看到的东西并不会深入思考，科学家就不一样。1942年某一天，多普勒经过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驶过，感受到了这种音调的变化，敏感的认识到其中一定有某种奥秘，从而开始了这项研究。

他发现这种变化与观测者和声源移动速度、声速比值有关，比值越大，改变就越显著。这种改变是声源靠近时，波长会缩短，频率会提高；声源远离时，声波会加长，频率会减慢。

后来人们把它称为“多普勒效应”。

计算多普勒效应的公式为：

f=（u v）/λ（声源靠近）或f=（u-v）/λ（声源远离）

式中，f为接收到的频率（Hz），u为波速（m），v为观察者或波源移动速度（m），λ为原有波源波长。

后来人们发现各种波都具有多普勒效应，电磁波也不例外。

电磁波有波长和频率，波长越长频率越低，能量就越低；反之，波长越短，频率越高，能量越高。

可见光也是一种电磁波，是电磁波谱里面处于0.38~0.76um波长的电磁波，因此也有多普勒效应。

光的多普勒效应就是蓝移和红移。

可见光并不是我们看到的白颜色的，是由七种颜色光谱组成，即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。这七种颜色，红光波长最长，为0.64~0.76um，紫光波长最短，为0.38~0.44um。

当这些颜色的光组合在一起时，我们看到的就是白光，成为复色光。而不同物体对不同波长的光吸收率不一样，这样我们就看到了一个五彩缤纷的世界。

复色光通过三棱镜就会发生色散，解析出各种颜色的光谱。

人们发现，当光源快速靠近观测者时，光波会变短，频率变高，表现光谱向蓝端移动；反之，光源远离观测者时，光波变长，频率变低，表现光谱向红端移动。

这就是光谱蓝移、光谱红移的来源。

哈勃观测到的现象是，不管从那个方向看，星光都呈现出红移现象，说明我们四面八方远处的星系都在急速远离我们而去。

而且这种远离的现象具有各向同性，速率呈现越远越快，与距离成正比例关系。

这就说明宇宙一直在而且依然不停的膨胀，除此之外还有一个蕴含的意义，就是在早先的时刻，宇宙星系天体相互就更靠近一些，在更久远的最早时期，宇宙天体就必定在同一个地方。

所以哈勃的发现暗示了宇宙有一个大爆炸时刻，这个时刻起源于一个密度无限大，体积无限小的奇点。

也许有人会说，宇宙起源会不会是一个较大的球或者一个小宇宙呢?根据爱因斯坦场论，这是不可能的。因为当物体一旦缩小到自己的史瓦西半径以内时，就必然会塌缩成一个奇点。

这个问题时空通讯有过很多文章介绍，这里就不讨论了。

整个宇宙都在膨胀，大爆炸宇宙论开始形成。

哈勃的发现公布后，宇宙膨胀理论和大爆炸理论开始形成，渐渐成为了天文学的主流理论，大爆炸宇宙论成为科学界公认的主流标准理论。

哈勃通过对星系红移现象的研究，发现河外星系视向退行速度约距离成正比，由此创建了哈勃定律。

哈勃定律又叫哈勃效应，其表达式为：v=Hd

式中，v为退行速度，单位：千米/秒（km/s）；H为哈勃常数，单位：千米/秒·百万秒差距（km/s·Mpc）；d为与观测者距离，单位：百万秒差距（Mpc）。

1个秒差距（pc）约3.26光年（ly），Mpc就是326万ly。

所谓哈勃常数就是在距离我们326万光年的地方，星系离开我们的速度。有了这个数据，根据哈勃定律就可以计算出宇宙膨胀的速率。

十几年来，科学家们一直想测得一个准确的哈勃常数。

国际上比较知名的探测数据有：

2006年马歇尔太空飞行中心利用NASA钱德拉射线天文台测算的数值为77 (km/s)/Mpc，±约15%；

2009年NASA根据遥远星系la超新星测算的数值为74.2±3.6(km/s)/Mpc；

2013年欧洲航天局用普朗克卫星测算的数值为67.80±0.77(km/s)/Mpc；

2019年德国科学家利用引力透镜测算的数值为82.4(km/s)/Mpc。

这些探测计算数据各有千秋，但并不完全一致，甚至相差甚远，说明一些理论或者观测方法还有待商榷。

我们不厚此薄彼，取一个平均值，宇宙常数为75.1km/s/Mpc。

根据哈勃定律和得到的哈勃常数，以及一些综合的观测数据测算，科学家认为宇宙诞生于130~140亿年前，比较多认同的说法为138.2亿年前，现在理论上可观测宇宙半径为465亿光年。

根据哈勃定律，我们代入数据，我们可以得出宇宙膨胀的速度为：

v=Hd=75.1x（46500000000ly/3260000ly)=75.1x13281=1072491km/s

也就是说，在可观测宇宙最远的边际，星系离开我们的速度为107万km/s，是光速的三倍多。

随着探索发现的继续，大爆炸宇宙模型的证据越来越丰富。

这些证据包括：

宇宙元素丰度符合预期。

大爆炸宇宙模型，把138亿年前大爆炸开始那一刻，从普朗克时间（10-^44s）开始，描述了宇宙演化的整个过程。

宇宙时空从大爆炸的纯能量中出现，然后出现了四种基本力，在极高温度密度下，渐渐冷却，一直到38万年后才出现了中性原子，光才能够脱耦而出。

宇宙最早只有氢元素和氦元素，还有极少的锂元素等最轻的元素。随着恒星生成，核聚变反应以及超新星大爆发，重元素才逐渐出现并增多。

现在宇宙中的元素依然是以氢和氦元素为主，其他元素只占1%左右。这些元素丰度基本符合大爆炸宇宙模型预期。

宇宙微波背景辐射发现。

1948年，大爆炸宇宙论的鼻祖伽莫夫提出了宇宙热大爆炸说，他认为我们现在还沐浴在早期高温宇宙的残余辐射中，其温度为6K。

1964年，两位年轻工程师彭齐亚斯和威尔逊，在调试他们那怪异的大喇叭天线时，发现一种无法解释的噪音，各向同性强度一样。在他们锲而不舍孜孜以求下，终于发现这就是伽莫夫预言的宇宙微波背景辐射，宇宙大爆炸时的余烬，进一步测量和计算，这种辐射温度为2.7K。

这就是著名的3K宇宙微波背景辐射，是20世纪60年代天文学四大发现之一，是继哈勃红移发现后的又一大天文发现，是大爆炸宇宙理论的又一个重大直接证据！

基于这个发现，彭齐亚斯和威尔逊于1978年获得了诺贝尔物理学奖。给他们的颁奖词指出：这一发现，使我们能够获得很久以前宇宙创生时期所发生的宇宙过程的信息。

发现了原初引力波。

原初引力波是爱因斯坦在1916年发表的广义相对论中的一个预言，他认为宇宙诞生之初大爆炸会产生时空波动，随着宇宙膨胀演化，这种波动会削弱，但这种创世纪大爆炸的余响今天依然存在。

100年来，科学家们一直力图找到这种引力波，数十年过去了，都未能如愿。

宇宙微波背景辐射被发现后，美国科学家们利用架在南极的BICEP2望远镜，观测宇宙大爆炸这种余烬弥漫在宇宙空间的光子，计算表明原初引力波作用到这种光子会产生一种特殊偏振B模式，这种B模式将是原初引力波的“独特印记”。

观测到这种“印记”就意味着发现了原初引力波。

有了明确目标，研究人员终于在南极观测到了这种引力波~比预想还要强烈的B模式偏振信号，经过三年多的研究，排除了其他可能的干扰，于2014年3月17日宣布，首次发现了原初引力波存在的证据。

这个发现比2016年发现距离13亿光年黑洞相撞形成的引力波要早好几年。

原初引力波的发现，是大爆炸宇宙论的有一个重量级证据。

可以说，大爆炸宇宙模型的证据越来越充分。

自从哈勃发现了星系红移，大爆炸宇宙论作为一个科学猜想提出，100年过去了。

证据越来越多的涌现，几乎没有一个反证能够证伪这个理论。

由此，时空通讯有什么理论不相信这个理论呢？

尽管这个理论还有许多需要弥补的证据，还不算很完美，但已经是天文学界唯一的最具有说服力的宇宙模型理论了，没有之二。

那么，那些不相信这个理论的人们又是凭什么不相信呢？有没有更好的宇宙诞生演化理论拿出来晒一晒呢？或者说，有没有能够证伪大爆炸宇宙论的证据和数理逻辑呢？

我是个只相信科学和证据的科普作者，从来不顽固的坚持某一个观点，只要能够拿出正当理由，我当然乐意改变观点，学习和接受新的知识和理论。我把它当做人生一大乐事。

谢谢阅读，欢迎讨论。

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