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根据宇宙学标准模型，宇宙起源于奇点大爆炸，宇宙最初时刻非常炽热。那么，宇宙大爆炸时的温度有多高呢？天文学家又是如何推测出宇宙的起源呢？ 哈勃发现的关键证据 很长一段时间来，稳恒态宇宙的观点深入人心，就连爱因斯坦在创立广义相对论都受到了影响，他给引力场方程中加入了宇宙常数，使得方程所描述的宇宙是静态的。然而，哈勃在20世纪20年代的发现改变了这一切。 哈勃发现，宇宙中的星系不是一半靠近银河系，一半远离银河系，而是几乎都在远离银河系，而且远离速度还随着距离的增加而变快。唯一能够解释这种现象的原理是宇宙空间在均匀膨胀，空间中的星系被互相拉开。爱因斯坦不得不承认自己犯了错误，把宇宙常数从引力场方程中剔除掉（但又因为其他原因被后来的天文学家再次加入）。 如果空间在膨胀，宇宙的过去必然很小。如果追溯到宇宙的开端，整个宇宙将会坍缩到奇点之中。于是，宇宙被认为是从奇点大爆炸中创造出来的。 宇宙大爆炸的另一个证据 如果宇宙过去很小，那么，大量的物质和能量聚集在一起，就会得到极高的温度，这意味着早期宇宙非常热。既然如此，这些热量应该还残留在当今的宇宙中。在20世纪60年代，天文学家发现了各向同性的宇宙微波背景辐射，这正是宇宙大爆炸的热残余。 除此之外，宇宙中元素的比例和星系的演化都能进一步支持宇宙大爆炸理论。 宇宙最初有多热？ 在138亿年前的奇点时刻，一切东西都集中在无限小的空间中，宇宙温度达到了无限高的程度，目前没有理论能够描述那种状态。 在宇宙演化到第一个普朗克时间，也就是当宇宙诞生5.4×10^-44秒时，宇宙温度达到了目前理论所能描述的最高温度——普朗克温度，1.4×10^32开氏度。在这种极端温度下，包括引力在内的已知四种基本力没有差别，它们统一成同一种力。在大爆炸1秒之后，温度下降为100亿度。 当空间经过38万年的膨胀之后，物质和能量分散开来，宇宙温度下降到3000开氏度。到了宇宙诞生大约1500万年时，宇宙温度降为300开氏度，即27摄氏度，这差不多是室温的状态。目前，宇宙的平均温度只比绝对零度高了2.725度，相当于零下270.425摄氏度。 |
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