根据大爆炸宇宙论，早期的宇宙是一大片由微观粒子构成的匀称气体，温度极高，密度极大，且以很大的速率膨胀着。这些气体在热平衡下有匀称的温度。这统一的温度是其时宇宙状态的紧张标志，因而称宇宙温度。气体的绝热膨胀将使温度和密度连续降低，使得原子核、原子以致恒星体系得以相继出现。
宇宙形成和演化汗青
大爆炸理论的建立基于了两个基本假设：物理定律的普适性和宇宙学原理。宇宙学原理是指在大尺度上宇宙是匀称且各向同性的。
大爆炸理论能够与一些观测效果符合很好，而别的理论却很难同时表明这些观测效果。因此，大爆炸理论的科学性令人不得不信服。主要的观测证据有：
- 遥远星系光线的红移。20年代，天文学家埃德温·哈勃注意到，远星系的颜色比近星系的要稍红些。哈勃细致测量了这种红移，并作了一张图。他发现红移是体系性的，星系离我们越远，它就显得越红。光的颜色与它的波长有关。在白光光谱中蓝光位于短波段，红光位于长波段。遥远星系的红化意味着它们的光波波长已稍微变长了。哈勃认为光波变长是由于宇宙正在膨胀的效果，古老星系的红移能显现宇宙早期的膨胀汗青。
- 微波配景辐射。早在20世纪40年代末，大爆炸宇宙论的鼻祖伽莫夫认为，我们的宇宙正沐浴在早期高温宇宙的残余辐射中，其温度约为5K左右。正如一个火炉虽然不再有火了，但还可以冒一点热气。这一预言被彭齐亚斯和威尔逊在1965年证明，并与1978年得到了诺贝尔物理学奖。
- 几种轻元素的丰度。采用大爆炸模子可以盘算氦-4、氦-3、氘和锂-7等轻元素相对平凡氢元素在宇宙中所占含量的比例。全部这些轻元素的丰度都取决于一个参数，即早期宇宙中光子与重子的比例，而这个参数的盘算与微波配景辐射涨落的详细细节无关。大爆炸理论所推测的轻元素比例（这里是元素的总质量之比而非数目之比）约莫为：氦-4/氢=0.25，氘/氢=10^-3，氦-3/氢=10^-4，锂-7/氢=10^-7。除了锂-7的丰度预测有些毛病外，其余丰度都符合很好。
- 原初引力波存在。原初引力波是爱因斯坦于1916年发表的广义相对论中提出的，它是宇宙诞生之初产生的一种时空波动，随着宇宙的演化而被削弱。科学家说，原初引力波如同创世纪大爆炸的“余晖”，将可以帮助人们追溯到宇宙创生之初的一段极其短暂的急剧膨胀时期，即所谓“暴涨”。南极是地球上观测微波配景辐射的最佳地点之一。研究人员在这里发现了比“预想中猛烈得多”的B模式偏振信号，随后经过3年多分析，清除了其他可能的泉源，确认它就是原初引力波导致的。
除此之外，大爆炸宇宙学认为宇宙有一个起点，它因而可以表明奥伯斯悖论和引力悖论。这两个悖论是说，假如宇宙是静态，无穷，匀称的，那么我们就不可能看到黑夜，也不可能看到一个稳固的太阳系。由于无论亮度和引力积分到无穷隔断时，都会产生匀称的亮度和引力。而假如宇宙有一个开端，这种效果就可以克制。
奥伯斯悖论表示图
固然，大爆炸理论也遇到一些困难。好比，对于大爆炸后最初的几分钟，相关的观测严峻缺乏，最早期宇宙物质——能量的实际情势很大水平上仍只是猜测。大一统理论预测了特定范例的粒子（如难以捉摸的磁单极子），而超弦、超对称、超引力以及其他多维理论都预测了各自原初粒子及作用力。为什么正物质世界比反物质世界占绝对上风，暗物质和暗能量的本源等题目都需要办理。近来发射的韦伯太空望远镜大概会为办理这些困难做出贡献。
韦伯太空望远镜
詹姆斯·韦伯太空望远镜最大的上风之一就是能够以某种本领窥视早期宇宙。有了它的帮助，科学家们或许能够以高分辨率看到宇宙的真相。
韦伯空间望远镜首张全彩图像公布,距地球46亿光年 |
