過去100年里最重要的十大宇宙科學突破

你心目中的宇宙是什么樣子的？

由于我們對宇宙的認識和了解不同，所以每個人心中的宇宙都會有所不同。在過去的100年中，我們對宇宙的認識發生了翻天覆地的變化。100年前，我們心目中的宇宙是這樣的：

銀河系中的恒星、星團和星云就是宇宙的全部。

所有的物質都是由原子核和電子組成的。

但隨著科學技術的飛速進步，我們對宇宙的認識被不斷刷新?？纯催@些變化吧。

20世紀10年代——

愛因斯坦分別在1905、1916年提出了石破天驚的狹義相對論和廣義相對論。廣義相對論解釋了牛頓萬有引力定律所不能解釋的事情——水星圍繞太陽軌跡的歲差問題而名聲大震。

但對一個科學理論來說，只解釋我們已經觀測到的東西是不夠的，更需要對一些未被觀測到的事物做出預測。在過去的一個世紀里，相對論已經做出了很多預測——引力時間膨脹、強和弱引力透鏡、慣性系拖曳效應、引力紅移等等。從此，我們對宇宙的看法開始了一個前所未有的改變。

20世紀20年代——宇宙一直這么大嗎？現在是變大還是變?。繌墓诺浇瘢芏嗫茖W家們都在思考著這些問題。

但20世紀20年代以前，我們仍然不知道銀河系之外還有宇宙的存在，直到著名天文學家埃德溫·哈勃有了新發現：他一直不間斷地測量了十幾個星系的退行視速度和距離，從而發現了一個驚人的秘密：廣袤的宇宙正在膨脹！

20世紀30年代——

宇宙里究竟有什么東西？人們一度認為如果能測量出所有恒星的質量，再加上氣體和塵埃，就能測量出宇宙中的所有物質。但瑞士天文學家弗里茨·茲威基發現了宇宙石破天驚的秘密：星系中存在著大量暗物質！它們既不發光，電磁波也探測不到。

當然，現在據我們所知，宇宙中的暗物質比普通物質多，質量之比為5：1。

20世紀40年代——

宇宙是怎么形成的？有科學家提出：是大爆炸產生的。這個科學家就是喬治·伽莫夫。1945年，喬治·伽莫夫對宇宙膨脹做出了最終的推斷：如果現在宇宙正在不斷膨脹與冷卻，那它在過去應該更熱，密度更大。在宇宙的過去，一定有一個時間點，那時的宇宙太過炙熱、密度太高，以至于無法形成中性原子，而在那之前連原子核也無法形成，宇宙就像一鍋渙散的原子濃湯。

但是，這鍋濃湯在某一刻發生了爆炸，形成了高溫高壓的物質，宇宙快速膨脹和冷卻，一些密度較大的物質吸引周圍的物質，逐步形成星云、恒星、行星等物質。

——這就是著名的宇宙大爆炸理論，它是20

世紀40年代產生的最偉大的思想。

20世紀50年代——

英國天文學家弗雷德·霍伊爾等人認為，今天地球上所有稍重一些的元素不是在早期炙熱且稠密

的狀態下形成的，而是形成于最

初幾代恒星。

20世紀60年代

經過大約20年的辯論，人們終于獲得了決定宇宙歷史命運的重要發現：觀測發現了來自大爆炸的殘留輝光，也就是宇宙微波背景輻射。這種均勻分布、絕對溫標2.725K的輻射是由阿諾·彭西亞和鮑勃·威爾遜在1965年發現的，進一步證實宇宙真的開

始于一次“大爆炸”。

20世紀了70年——

1979年末，一位年輕的科學家阿蘭·古斯認為：在宇宙的炙熱致密狀態之前，存在一個呈指數膨脹的狀態，所有能量都束縛在一個空間當中。

20世紀80年代——

1987年發生了近100年來離地球最近的超新星爆發，這也是人類擁有超新星探測器以來，首次探測到超新星爆發。

20世紀90年代——

1998年，科學家們對宇宙未來如何終結做出了幾種預測——

大擠壓：宇宙的膨脹將不足以克服一切物質的引力，最終宇宙會在一次大擠壓中崩潰。

大冷寂：宇宙的膨脹將會超過所有物質引力的總和，從而使宇宙中的一切都會相互遠離，最終導致大冷寂。

臨界宇宙：或者我們將處在上述兩種情況之間，宇宙膨脹的速度將會趨向于零而永遠不會達到零。

遠處的超新星爆發暗示著宇宙正在加速膨脹，并且，隨著時間的推移，遠處的星系相互遠離的速度正在加快。不僅宇宙最終會冷卻，這些相互不關聯的星系最終也會消失在我們的宇宙視野中。除了我們本身的星系，其他的星系將不會和我們的銀河系相遇，我們最終的命運將會是寒冷而孤獨的。在1000億年以后，除了我們自己所處的星系，我們將再也看不到其他的星系。

21世紀伊始——

21世紀伊始——

大型星系巡天項目的宇宙大尺度結構數據和遙遠的超新星爆發數據相結合，繪出了一幅宇宙的現代圖景：

0.01%的輻射以光子的形式存在；

0.1%是中微子，非常輕微地導致了星系團周圍的引力暈；

4.9%是正常物質，包括由原子構成的所有事物；

27%是暗物質，或者說一種神秘的，不與任何物質發生相互作用（引力除外）的粒子，塑造了我們今天所觀察到的宇宙結構。

68%是暗能量，這是空間本身所固有的屬性。

2010年～2020年之間，又會有什么樣的重大發現呢？是否會開創引力波天文學？我們是否會發現暗物質的真面目？上世紀關于宇宙暴脹的預測是否會被證實？或者，我們是否可以發現宇宙中的地外生物？

我們尚不知道。讓我們共同期待吧。