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撰稿人 Charles Q.
Choi,
Space.com
June 16, 2017 09:00pm ET
Credit:
SRON
宇宙诞生于一个难以想象的热的密集的点的大爆炸。当宇宙仅是一秒的10^-34左右老时------那就是，年龄在万亿分之一秒的万亿分之一的十亿分之一的百分之一阶段------它经历了一个难以置信的被称为膨胀的扩张爆发，其中空间本身比光的速度更快的扩张。在此期间，宇宙体积至少增大了90倍，几乎瞬间的从亚原子大小到高尔夫球大小。
这个宇宙膨胀工作的理解来自一个理论物理和由天文学家直接观测的结合。然而，在某些情况下天文学家没有能够看到直接的证据------例如与来自宇宙大爆炸残留的辐射宇宙微波背景相关的引力波的情况。一个2014年的关于发现这些波的初步宣布很快被收回，在天文学家发现了检测到的信号可以由银河系中的尘埃解释后。
根据美国国家航空航天局，在膨胀后宇宙仍在继续的增长，但以更慢的速度。随空间扩大，宇宙冷却和物质形成。大爆炸之后一秒钟，宇宙充满了中子、质子、电子、反电子、光子和中微子。
在宇宙的第一个三分钟期间，轻元素在一个被称为大爆炸核合成的过程中出生。温度从100个1000的10次幂(
nonillion:10^32)开尔文冷却到10亿(10^9)开尔文，并且质子和中子相撞来制造氢的同位素氘。大部分的氘结合来制造氦，并且也产生了微量的锂。
根据法国国家空间研究中心（国家空间研究中心空间研究中心或法国国家空间研究中心），第一个38万年左右的时间里，宇宙本质上太热光不能闪耀。创造的热量用足够的力量一起来把原子撞破成一种稠密的等离子体，一种像雾一样散射光的质子、中子和电子的不透明的汤。
根据美国国家航空航天局，大约大爆炸38万年后，在一个重组的时期物质冷却到足够让原子来形成，导致一种透明的、电中性气体。这种安顿缓释在宇宙大爆炸中创造的初始闪光，这作为宇宙微波背景辐射今天是可探测到的。然而，在此之后，宇宙陷入了黑暗，因为还没有形成恒星或者任何其它明亮的天体。
在大爆炸后约4亿年，宇宙开始从再电离时期的宇宙的黑暗时代浮现。在这个历时超过5亿年的期间，气体团坍塌足以来形成第一个恒星和星系，其充满活力的紫外光电离并摧毁了大部分的中性氢。
虽然宇宙的膨胀逐渐的随宇宙中的物质通过引力把它本身拉住在减慢，宇宙大爆炸后约50或60亿年，根据美国国家航空航天局，一种现在称为神秘的力暗能量再一次开始加速宇宙的膨胀，一种今天仍在继续的现象。稍大爆炸之后90亿年我们的太阳系诞生。
大爆炸
大爆炸并没有以一种人们认为这样事情的通常方式的爆炸发生，尽管人可能从它的名字收集。宇宙没有扩张成空间，因为在宇宙之前空间并不存在的，相反根据美国国家航空航天局最好是认为这个大爆炸同时无处不在的出现在宇宙中。自大爆炸以来宇宙没有从任何一个地方扩大了的------相反空间本身一直在延伸并随它携带着物质。
因为根据宇宙的定义，这个宇宙包含如我们所知的所有空间和时间，美国国家航空航天局说来说宇宙正在膨胀成什么或者是怎么引起大爆炸的是超越大爆炸模型的。虽然有推测关于这些问题的模型，但到目前为止它们都没有做出过现实的可以检验的预测。
在 2014
年，来自哈佛-史密松天体物理中心的科学家宣布了他们在宇宙微波背景辐射中发现了一个可能是引力波的第一个直接证据的微弱信号，他们自己为大爆炸考虑了一个"确凿的证据"。这些发现被激烈的辩论，而天文学家当他们意识到了银河系中的尘埃可以解释他们的神秘的涟漪的发现时很快收回了他们的研究结果。
球状星团
NGC 6397
包含大约 400,000个恒星并位于天坛星座南大约7,200
光年的地方。估计135亿年的年龄，它可能是在大爆炸之后形成的这个星系的第一个天体。Credit: European Southern
Observatory
年龄
宇宙目前估计的年龄是大约138亿年老，加或减1亿3000万年。相比较而言，太阳系仅是约46亿年老。
这一估计数来自宇宙中的物质成分和能量密度的测量。这允许了研究人员来计算宇宙在过去多么快的扩大了的。有了这些知识，他们可以让时光倒流并推断宇宙大爆炸发生了的时候。那时和现在之间的时间是这个宇宙的年龄。
结构
科学家认为宇宙的最早时刻，它没有能说它的结构的，而物质和能量几乎整个均匀的分布的。根据美国国家航空航天局，回到那时的物质密度中的小波动的引力拉力引发了这个广袤的网一样的今天看到的恒星和空无的结构。密集区域通过引力拉住越来越多的物质，并且它们质量变得越大，它们通过引力能拉住更多的物质，形成恒星、星系和更大的称为集群、超星系团、丝和壁的结构，有长度达到超过10亿光年的数千个星系的"长城"。更不密集的区域并没有增长，演变成看似空无的空的被称为空无的区域。
内容
根据美国国家航空航天局，直到大约30年前，天文学家认为宇宙几乎完全由普通的原子或"重子物质"组成的。然而，最近一直有越来越多的暗示构成宇宙的大多数成分以我们不能看见的形式进来的证据。
原来是原子只占宇宙的4.6%。其余的23%是由暗物质构成的，暗物质可能由一个或多个与普通物质很弱相互作用的亚原子粒子的物种组成，72%由暗能量构成，暗能量显然正在推动宇宙的加速膨胀。
根据美国国家航空航天局，当到原子时我们都熟悉氢约占75%，而氦构成约
25%，更重的元素构成宇宙原子的仅一个小部分。
形状
宇宙的形状和是否多大程度上它是有限的还是无限的取决于它的扩张速度和引力拉力之间的斗争。问题中的拉力的强度部分取决于宇宙中物质的密度。
如果宇宙的密度超过某一特定的临界值，那么这个宇宙被"关闭"并且像一个球体的表面一样"正弯曲了的"。这意味着最初平行的光束会慢慢的收敛，最终交叉并返回到它们的出发点，如果这个宇宙持续足够长的时间。根据美国国家航空航天局，如果如此的话，这个宇宙不是无限的而是没有尽头的，就像一个球体表面上的区域不是无限的而是没有来讲的开始或结束一样。宇宙最终会停止膨胀并本身开始坍塌，所谓的"大挤压"。
如果宇宙的密度小于这个临界密度，那么空间的几何像一个马鞍面一样是"开放的"和"负的弯曲了的"。如果是这样，宇宙没有边界并将永远扩张下去。
根据美国国家航空航天局，如果宇宙的密度正好等于这个临界密度，那么宇宙的几何像一张纸一样是有零曲率的"平坦的"。如果是这样，宇宙没有边界并将永远扩张，但扩张速度在无限长的时间后将逐渐接近零。最近的观测暗示宇宙是误差仅一个2%范围的平坦的。
可能宇宙有一个更复杂的似乎拥有一个不同的曲率的整体形状。例如，宇宙可能有一个圆环体或圆环圈的形状。
膨胀中的宇宙
在20世纪20年代，天文学家埃德温·哈勃发现了宇宙不是静态的。相反，它正在扩大，一个揭示了宇宙显然诞生在一个大爆炸的发现。
在那之后，长期以来认为宇宙中的物质的引力是一定要来减慢宇宙膨胀的。然后，在1998年，哈勃太空望远镜的非常遥远的超新星的观测揭示了很久以前宇宙正在比今天更慢的膨胀。换句话说，宇宙的膨胀不是由于引力正在减缓而是相反不可解释的正在加速的。驱动这个加速膨胀的未知的力的名称是暗能量，它仍然是科学中最大的谜团之一。
由Space.com撰稿人诺拉泰勒里德（Nola Taylor
Redd）和伊丽莎白豪厄尔（Elizabeth
Howell）补充报道。
https://www./52-the-expanding-universe-from-the-big-bang-to-today.html
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