正確答案：
宇宙是如何起源的?自古以來一直是人類最感興趣和不懈探索的問題．歷史上曾經出現過各種各樣的神話傳說，但宇宙的起源本身卻是一個科學問題．20世紀以來，由於科學技術的發展，人們在對宇宙觀測中取得了越來越多的重大發現，從而逐漸建立起科學的宇宙模型棗大爆炸宇宙學模型．
一、提出大爆炸宇宙學模型的背景
20世紀20年代，美國天文學家斯萊弗在研究遠處的漩渦星雲發出的光譜時，首先發現了光譜的紅移，認識到了漩渦星雲正快速遠離人們而去．1929年哈勃把這種退行紅移的測量與星系的距離的測量結合起來，總結出了著名的哈勃定律：星系的退行速度v與它的距離r成正比，即v＝Hr．
根據哈勃定律和後來更多天體紅移的測定，人們相信宇宙在長時間內一直在膨脹，物質密度一直在變稀．由此反推，宇宙的結構在某一時刻前是不存在的，它只能是演化的產物．因而1948年伽莫夫等人首先提出了大爆炸宇宙學模型．
二、大爆炸宇宙學模型
1948年，伽莫夫等在美國《物理評論》雜誌上發表了關於大爆炸宇宙學模型的文章：提出宇宙是由甚早期溫度極高且密度極大，體積極小的物質迅速膨脹形成的，這是一個由熱到冷、由密到稀，不斷膨脹的過程，猶如一次規模極其巨大的超級大爆炸．
根據這一學說，在宇宙的最早期，即距今大約150億年前，今天所觀測到的全部物質世界統統都集中在一個很小的範圍內，溫度極高，密度極大．大爆炸開始後0.01秒，宇宙的溫度約為1000億攝氏度，其物質的主要成分為輕粒子(如光子、電子或中微子)，而質子和中子只佔十億分之一．所有這些粒子都處於熱平衡狀態．由於整個體繫在快速膨脹，因此溫度很快下降．大爆炸後0.1秒，溫度下降到300億攝氏度，中子與質子之比從原來的1下降到0．61．1秒鐘後，溫度已下降到100億攝氏度．隨著密度的減小，中微子不再處於熱平衡狀態，開始向外逃逸．電子棗正電子對開始發生湮沒反應，中子與質子之比進一步下降到0.3．但這時溫度還太高，核子仍不足以把中子和質子束縛在一起．大爆炸後13.8秒，宇宙溫度下降到30億攝氏度．這時質子和中子已可形成像氘、氦那樣穩定的原子核．化學元素從這時候開始形成．35分鐘後，宇宙溫度進一步下降到3億攝氏度，核形成停止了．氦和自由質子的質量之比大致保持在0.22～0.28這一範圍內．由於溫度還很高，質子仍不能和電子結合起來形成中性原子．中性原子大約是在大爆炸發生後30萬年才開始形成的，這時的溫度已降到3000攝氏度，化學結合作用已足以將絕大部分自由電子束縛在中性原子中．到這一階段，宇宙的主要成份是氣態物質，隨著溫度的進一步降低，它們慢慢地凝聚成密度較高的氣體雲，到109年後，進一步形成各種星系，1010年形成恆星系統．這些恆星系統又經歷了漫長的演化，才形成了我們今天所看到的宇宙．
三、大爆炸宇宙學模型的成就
宇宙早期的溫度極高，今天的溫度已降到極低(絕對溫度３Ｋ)．如此巨大的溫度跨度是任何實驗室條件都無法辦到的．但是人們可以把已有的關於粒子物理、核物理、等離子體物理以及其他的物理知識應用於不同的宇宙演化階段來預言各種宇宙學效應．例如，大爆炸核合成及微波背景輻射等．通過多年的天文觀測，這些預言已逐漸被證實，從而成為大爆炸宇宙模型的有力證據．
1．大尺度的均勻和各向同性
這是大爆炸宇宙模型的基礎，對宇宙大尺度結構的觀測結果已經證實宇宙學原理的正確性．即宇宙在大尺度上一定是均勻各向同性，1989年發射的ＣＯＢＥ衛星對微波背景輻射的精密測量進一步表明在１０-4精度內宇宙是各向均勻、同性的．
２．哈勃定律
從哈勃定律得到啟示建立的大爆炸宇宙模型反過來可以預言這種定律．它已被28000個星系的紅移(或退行速度)與距離的關係的觀測數據所證實．
3．宇宙的年齡
宇宙既然是在一次大爆炸中誕生，那就可以談論它的年齡．大爆炸宇宙學預言宇宙今天的年齡約為150億年，宇宙中的結構，例如恆星、星系等，都是在宇宙形成以後逐漸形成的，所以它們的年齡必須小於宇宙年齡．近年來，人們通過採用多種不同的方式來測定星系和恆星的年齡，例如測量放射性元素及其衰變產物在星體中的丰度等，最後得到的結果是完全一致的．即星系和恆星的年齡，都在幾十億年的數量級，這與宇宙的年齡是相容的．
4．大爆炸的核合成
大爆炸宇宙學認為最初的宇宙中，既沒有分子，也沒有原子．第一批原子核是在大爆炸後１０－２秒到３分鐘這一時間內，由質子和中子組合而成並遺留至今的．因而預言了宇宙中輕元素的丰度(如氦的丰度約為２５％，氫的丰度約為７５％）．多年來人們對天體範圍內的輕元素丰度的觀測結果，正好與大爆炸的預言相一致．從而成為大爆炸宇宙學的最早證據．
５．微波背景輻射
大爆炸宇宙學模型認為溫度降低到3000Ｋ左右時，中性原子將大量形成，光子與他們失去耦合，從而作為宇宙中的一個獨立組分存留下來．伽莫夫預言，這種作為歷史遺跡的背景光子應當可以在今天觀測到，並估計出大約溫度為１０Ｋ．
1964年就在物理學家們計劃用輻射計觀測這種背景輻射的時候，美國貝爾電話實驗室的兩位工程師，彭齊亞斯和威爾遜在安裝調試衛星天線的過程中，發現天空各個不同方向上都存在一種不變的相當於３．５Ｋ的黑體輻射背景(即微波背景輻射)．他們因此獲得了1978年的諾貝爾物理學獎．後來，1989年發射的ＣＯＢＥ（宇宙背景探測者）衛星則最終測定出在１０－４精度內宇宙背景輻射是各向同性的，且測得背景光子的溫度為２．７Ｋ，於是從理論上預言的，在４×１０５年時留下的遺跡終於被實測充分證實了，這也成為大爆炸宇宙學的最強有力的證據．
大爆炸宇宙學模型發展至今，特別是關於輕元素丰度的解釋和微波背景輻射的測量，說明大爆炸宇宙學模型正在走向成熟．但這並不能說明該理論無可挑剔．相反，大爆炸理論存在諸多包括視界問題、平坦性問題(現已被暴漲理論所解釋)、奇性問題、磁單極子問題、重子不對稱問題、暗物質問題和宇宙常數等困難，這些有待於進一步研究．相信對這些問題的不斷解決，必將進一步完善大爆炸宇宙學模型．
參考文獻
１俞允強．大爆炸宇宙學．北京：高等教育出版，１９９５
２Ｓ·溫伯格．宇宙最初三分鐘．北京：科學出版社，１９８１
３馮麟保．宇宙學引論．北京：科學出版，１９９４
摘自中學物理教學參考