近期有关“大爆炸”图景的讨论

上述三重主要数据为宇宙“大爆炸”起源说提供了貌似真实的证据（plausible evidence），但下述两种观测数据却为此说带来了严重问题。

第一个问题是星系的运动问题。如果当前的引力理论不误的话，那么星系中实际包含的物质肯定要比我们通过光探测到的物质总量要多得多，因为仅凭光探测到的物质的引力远不足以解释星系中的恒星及星系本身为何如此运动。由此，有学者提出了暗物质（dark matter）假说，且据此说，暗物质才是宇宙中最大量的物质存在，其总量大约是普通物质的6倍。因为暗物质只有在显现自身引力的情况下才能为人类所感知，而除此之外不与我们所熟悉的普通物质进行互动，或仅以极其微弱的方式互动。这一下，普通物质竟成了宇宙所有物质中极小的一个部分。甚至有少数科学家开始怀疑引力理论是否有误。只不过科学家们经过长期而紧张的探索并未找到令人信服的暗物质存在的证据。也许对引力理论稍加调整就可以剔除暗物质说的必要性吧。但大多数物理学家不情愿改变引力理论，因为在过去的数世纪，牛顿的引力论及爱因斯坦的相对论解析颇为完美地解释了那么多人类观测到的物理现象。[3]

给宇宙学家带来严重理论问题的第二种观测数据与一种名为1a型超新星（Type 1a supernovae）的恒星大爆炸发出的光有关，1a型超新星隶属于银河系之外的其他星系。科学家们对这种恒星大爆炸产生的光的量颇有把握，因此认定测量这种光的强度就可以估算光抵达地球穿越的距离，当然条件是宇宙尘埃没有严重改变光的亮度，以至于天文学家无法准确地测算。但测算的结果令人大出所料：结合大爆炸产生的红移和光的亮度测算，结果显示宇宙至少在50亿年前就开始了加速膨胀，甚至比这还要早一些。这与科学家们理论上的期待大相径庭，就是说宇宙中各种物质产生的引力相加本应该减缓宇宙膨胀的速度。尽管人们对上述观测数据的效度还不是很确定，但有不少宇宙学家却开始用一种新的——迄今尚不为人知的——力来解释这一现象，认为这种力至少在50亿年前已经出场。不过由于科学家们对这种力基本上还一无所知，所以将其命名为“暗能量”（dark energy）。[4]

由于可能存在暗物质和暗能量，普通可观察到的物质和能量在宇宙中的份额出现锐减，加起来只占其中很小的一部分。根据现行的说法，普通物质占宇宙总存在物的4%，暗物质占23%，而暗能量的比例则高达73%。上述计算和比较基于著名的质能公式E=mc2，其中E表示能量，m表示质量，c表示光在真空中穿行的速度。

但无论如何，正是我们所熟悉的物质和能量造就了我们周围可观察到的各种形式的复杂实体。因此，大历史的叙事主要关注普通物质和能量。当然，暗物质有可能协助塑造了星系，暗能量也有可能使不同星系彼此加速远离，而这一切也很有可能影响了大历史，甚至人类史。但除此之外，至少就目前看，还是普通物质和各种已知类型的能源主导了宇宙中各种形式复杂实体的兴起和消亡。

天文学小史

现代人类在20万年前诞生之后，便开始观测天象并试图弄清其中的规律。但在相当长的时间里，人的肉眼是唯一可用的观测工具。这就等于把我们祖先的视野束缚在可见光的范围之内，而可见光只是整个电磁波频谱很小的一部分。直到20世纪，借助射电望远镜及后来其他新发明的能够捕捉整个电磁波频谱的传感器，人类对宇宙的认知才得到极大的拓展。此后，人类对宇宙空间的探索也促进了这一方面的巨大进步。目前，人类已经能够在地球的大气层之上架设传感器，因为大气层阻隔了相当一部分的电磁波频谱，此外还有架设在其他天体附近或表面的传感器。所有这些举措都极大程度地增加了人类对宇宙太空的新知。然而值得注意的是，目前人类宇宙史的基本模式仍是立足地球的天文学家们奠定的，其所使用的工具也是数字革命与航天飞行兴起之前的老式工具。

早期国家社会越来越多地使用工具——通常是服务于政府的——导致人类对天体的位置及其周期变化有了更多也更准确的测量。这种测量活动造就了人类最早的科学宇宙观，其中最突出的是古巴比伦、古埃及、古印度和古代中国，紧随其后的有古希腊、希腊化世界、伊斯兰世界、玛雅帝国、印加帝国和欧洲等地。准确地说，这一时期的观测是农业社会试图从天象预知未来的那种观测，属于占星术（astrology）之类，并依此协调农业生产。但与此同时，却也不乏执着好奇的探寻者，总试图通过观察弄清上天运行的原理。

只有到了17世纪，科学的天文学才完全摆脱占星术。这一历史进步恰好发生在乌得勒支七省联盟（Seven United Provinces，今荷兰）发明望远镜之际，而望远镜大大拓展了人类肉眼获得的电磁信息。不过当时大量的信息都是借着烛光手抄记录下的，这也限制了时人所能取得的成就。

随着时间的推移，人类逐渐获得了有关天体的更准确的信息，后来就有了约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler，1571—1630）有关太阳系的模型，而艾萨克·牛顿爵士（Sir Isaac Newton，1643—1727）又对开普勒模型做了理论上的精彩诠释。19世纪的天文学有了新的进展，人们开始在望远镜上装配仪器，科学地分析观测到的光线，尤其是新发明的光谱仪和旋光仪。这使得天文学一下子成了物理学的一部分，所以当今很多专业的天象观测者喜欢称自己为天体物理学家。

19世纪末20世纪初，人类又学会了借助摄影术捕捉天体的形象，这样有关天体的图像就更可靠了，信息也更详尽了，这是因为感光板可以曝光很长时间，所以捕捉的光就更多，信息也更丰富。这一时期还目睹了更大的望远镜问世，目标与上述一致。所有这一切使得维斯托·梅尔文·斯里弗（1875—1969）、埃德温·鲍威尔·哈勃（Edwin Powell Hubble，1889—1953）和米尔顿·拉塞尔·赫马森（Milton Lasell Humason，1891—1972）等天文学家能够在20世纪上半叶对整个天体做出至关重要的观测，使人类认识到宇宙在不断膨胀并且有一个清晰的开端，而这也使得宇宙史的书写成为可能。

20世纪则见证了无线电和雷达的发明。20世纪60年代，人类把高敏感度的微波天线对准太空之时，意外地发现了宇宙背景辐射，后者遂成为大爆炸宇宙说的重要证据。目前，人类正努力锐化、提纯各种不同观测模式得到的信息，争取对地球上及太空中所有的电磁波频谱进行全方位的探测，这使得人类有关宇宙演化图景的信息更为详尽和丰富。