●宇宙膨胀:1929年,埃德温·哈勃[美国著名天文学家,哈勃太空望远镜以他的名字命名。——译者注](Edwin Hubble)发表了他的第一篇论文,公布了遥远星系正逐渐离我们远去的证据,从而证明我们生活在一个不断膨胀的宇宙中。4迄今为止,大量后续测量都验证了这一结论,并确定了宇宙膨胀的速度(误差范围约为5%)。5根据这一膨胀理论,当我们随时间逆行去考察过去的宇宙时,将发现星系会变得越来越密集,宇宙会变得温度更高且密度更大,并最终到达拥有接近无限大温度和密度的点——大爆炸。
●轻元素的形成:核合成过程对早期宇宙中丰富的轻元素做出了精确的预言。随着天文学家不断提高对原始混沌中氦、氘和锂元素丰度的测量,所得结果与大爆炸模型的预言一直保持着惊人的一致。6
●宇宙微波背景辐射(CMB):CMB首次发现于1965年。7而通过研究一个起始于高温致密状态、且经过亿100亿~150亿年的扩张和冷却过程的宇宙模型,所得的理论结果和实际观测到的辐射温度完全一致。这一结果正式宣告了大爆炸模型的成功。
大爆炸也为CMB做出了另一个预言。在早期宇宙中,除了一些非常微小但很重要的隆起或凹陷外,几乎所有地方都是完全平滑的流体。在某些地方流体略微稠密一点,而在其他地方则稍微稀疏一点。在CMB产生的时候,这种差别大致在十万分之一这个数量级上。但是,在使富人越富、穷人越穷的引力作用下,微小的致密区域在过去的亿万年不断变大,并通过它们的引力吸引着越来越多的外来物质。透过这些构成天体结构的种子,我们就能看到今天的宇宙——那些串联在物质网上光彩夺目的星系和星系团。
作为早期流体(宇宙雾)的一个映射图像,CMB也应该具有相同的不均匀性。1992年,科比(COBE)卫星对CMB做了一个非常精确的全天空扫描,并在每一个点上都得到了几乎完全相同的温度2.73开氏度——除了一点点的涨落。这些在CMB温度分布中出现的涨落大致为十万分之一,并呈现出和理论预言完全相符的块状痕迹。(有关最新的天空微波图像,请参考彩图C.10。)
