为什么说宇宙始于一次大爆炸

1929年，美国天文学家哈勃发现了“星系距离与退行速度成正比”的哈勃定律。原来，浩瀚的宇宙居然不是静止的，而是膨胀的，这成了20世纪最伟大的天文发现。

既然宇宙在膨胀、变大，那么，如果我们把时间倒退回去，可以想象宇宙过去一定比现在小，而且回顾得越久，宇宙也越小。最初的宇宙一定聚集在一个非常小的体积内，宇宙就是从那个时候诞生的。

从哈勃的发现联想到宇宙的诞生，似乎很简单，实际上却需要勇敢者的大胆跨越。第一个勇敢者是比利时的天文学家勒梅特。1932年，勒梅特第一个提出了宇宙起源学说：宇宙最初是个很小的原初原子，经过不断的裂变，形成了今天宇宙中的元素，而裂变能则成为宇宙膨胀的能源。勒梅特甚至夸张地引述康德的话：“给我一个原子，我将用它创造出一个宇宙。”勒梅特的思想深深影响了当时在哥本哈根的一位年轻博士伽莫夫。伽莫夫舍弃了勒梅特关于宇宙原子裂变的思想，而猜想宇宙早期一定经历过一个高温和高密的演化阶段。伽莫夫猜想那时的物质是一团中子气体，宇宙的快速膨胀使其迅速冷却，当宇宙温度下降到10亿开时，开始了中子先衰变为质子而后又被质子俘获形成氘核的过程，俘获中子的过程会继续下去，并经过聚变而形成氦以及其他轻元素。1946年，伽莫夫发表论文“膨胀宇宙和元素的起源”，勾画了他的宇宙图景。他的学生阿尔弗原先从事星系形成的研究，在伽莫夫的建议下也转而研究这个课题。1948年的愚人节，他们以阿尔弗、贝特和伽莫夫三人的名义发表了“化学元素起源”一文，即著名的“αβγ论文”。α、β、γ是三位作者名字的谐音，同时也是希腊文的头三个字母，象征宇宙的起源。

从膨胀的宇宙往回追溯，会发现它始于一个奇点

伽莫夫的理论遭到当时的另一种学说——稳恒态宇宙说的激烈反对。稳恒态宇宙理论是静止宇宙的变种，它虽然承认宇宙膨胀，但是认为宇宙的物质密度不变。为了弥补物质密度的稀疏，稳恒态宇宙论认为物质会源源不断地从虚无中产生。英国天文学家霍伊尔、戈尔德和邦迪等是当年该理论的主要卫士。在他们眼中，伽莫夫学说根本不算理论。霍伊尔在一次演讲中讥笑它为“砰”的一声巨大爆炸，却不料从此“大爆炸”一词走红，成为伽莫夫宇宙起源说的佳称。

两种学说之间的争论一直持续到20世纪60年代。随着宇宙膨胀、宇宙轻元素丰度和宇宙微波背景辐射三大观测支柱的相继发现，大爆炸宇宙论终于战胜稳恒态宇宙论，成为当今宇宙起源的基本理论。（傅承启）

【科学人】勒梅特

乔治·勒梅特（1894—1966），比利时神父兼宇宙学家，曾师从爱丁顿，后赴哈佛大学师从沙普利，1927年获哈佛大学博士。他是提出宇宙大爆炸假说的第一人，而且早在1927年就求得了爱因斯坦场方程的膨胀解。

【科学人】伽莫夫

乔治·伽莫夫（1904—1968），美国俄裔物理学家，1928年列宁格勒大学物理学博士，1934年移居美国。早期从事核物理研究，20世纪30年代后期转向天体物理学和宇宙学，50年代以后，又转向DNA的研究。除宇宙大爆炸理论外，伽莫夫对核物理学和分子生物学也有重大建树。他还是一位杰出的科普作家，最著名的科普作品有《从一到无穷大》、《物理世界奇遇记》等。