所有星系都在远离我们，是否意味着我们就在宇宙的中心？
哈勃发现宇宙膨胀的证据
哈勃发现宇宙膨胀的证据哈勃发现宇宙膨胀的证据，听起来就像是个科幻电影的开场白，但这其实是个真实的故事。
想象一下，一个宇宙的侦探，穿越星辰大海，寻找那些隐藏的秘密。
这个侦探就是爱德温·哈勃，一个喜欢望远镜和星星的家伙。
大约在二十世纪初，他的眼睛盯着夜空，心中充满了对宇宙的好奇。
哈勃可不是那种只会仰望星空的人，他用心去研究那些闪闪发光的星系，结果发现了一个让人震惊的事实：宇宙其实在膨胀，嘿，真是个惊喜吧！哈勃观察到，当他把望远镜对准不同的星系时，发现它们大多都在远离我们。
这就像你在派对上，看到朋友们一个个往后退，结果你也被迫跟着后退。
更有趣的是，远离的星系速度越快，离我们越远。
这个发现就像是个宇宙的“逃跑游戏”，每个星系都在拼命往远处跑，留我们在原地目瞪口呆。
想想看，这样的情景是不是有点搞笑？哈勃的观察让人觉得，哇，宇宙可能从一个小小的点爆炸开来，然后慢慢地扩展成现在的样子。
这就是“大爆炸理论”的雏形。
对了，想象一下把气球吹大，开始的时候小得像个橡皮糖，越吹越大，里面的空气像是星系一样，在不断地往外扩散。
可见，宇宙的故事一点都不简单，里面的道道儿可多了。
这样一来，我们就得开始思考，究竟宇宙是如何从那个“小点”变成现在的样子的呢？哈勃的发现是如何被大家接受的呢？起初，科学界的人们对这个新想法半信半疑，毕竟这是颠覆了大家对宇宙的传统看法。
可是，随着越来越多的证据浮出水面，尤其是后来天文学家发现的“红移”现象，这一切都开始明朗起来。
红移就像是星系在高速公路上开车，远离时发出的声音，音调变低，光线也会偏向红色。
这让科学家们彻底相信，哇，宇宙真的是在不断扩张。
哈勃的工作不仅仅是发现了宇宙的膨胀，更重要的是，他打开了一个全新的宇宙观。
他的发现让我们意识到，宇宙并不是静止的，而是充满了变化和动感。
这就像是一场永不停息的舞会，星星们在宇宙的舞池里翩翩起舞。
每个星系都有自己的节奏，远离与靠近，仿佛在演绎一场华丽的交响曲。
宇宙大爆炸学说的主要证据
宇宙大爆炸理论
在一百多年前，科学家都认为宇宙是稳态的，甚至爱因斯坦在建立广义相对论时发现宇宙的不稳定性，还错误地引入“宇宙学常数”来抵消这个不稳定，从而得到了稳态的宇宙模型。
后来美国天文学家哈勃，发现遥远星系存在明显的红移现象，总结出哈勃定律，进而发展成宇宙大爆炸理论，该理论认为：
我们宇宙开始于138亿年前的一次暴涨，宇宙从一个半径无限小的宇宙奇点，发展成如今广袤的宇宙，而现阶段宇宙还处于加速膨胀当中，膨胀速度用哈勃常数描述，目前的数值为Hc=67.80km/s*Mpc。
这是一个天马行空的假设，让人觉得非常不可思议，然而却有众多天文观测数据支持这个观点，比如：
证据一：哈勃红移
我们在地球上观测遥远星系时，几乎所有星系的光谱都存在红移现
象，而且距离越远的红移量越大，整体呈正比例关系，说明几乎所有星系都在远离我们，这个现象唯一的解释，就是我们宇宙在膨胀。
证据二：宇宙微波辐射
根据宇宙大爆炸理论预言，大爆炸至今应该还残留着辐射，后来科学家的确发现了宇宙背景辐射，大约为2.7K，与理论预言完美吻合。
证据三：宇宙年龄
科学家通过不同的方法，独立计算出来的宇宙年龄基本相符，比如根据宇宙微波背景辐射值，建立宇宙膨胀冷却的模型，就能估算出宇宙年龄，大约是138亿年。
证据四：宇宙丰度
宇宙大爆炸后，大爆炸的部分能量转化为质量，主要是氢和氦元素，然后轻元素在恒星内部聚变为重元素，这是一个不可逆的过程，于是根据宇宙中不同元素的丰度，可以研究宇宙的演化过程，而元素丰度与宇宙大爆炸理论的预言吻合。
宇宙学中的哈勃定律
宇宙学中的哈勃定律宇宙学是一门研究宇宙起源、演化和性质的学科。
在宇宙学研究的过程中，科学家们发现了许多重要的定律和规律，其中最为著名和具有里程碑意义的便是哈勃定律。
本文将介绍宇宙学中的哈勃定律，包括其背景、内容以及对宇宙的重要意义。
一、背景哈勃定律最早由美国天文学家埃德温·哈勃在20世纪20年代提出。
当时，天文学家发现了一个令人震惊的事实：在遥远的星系中，大部分星系都在远离我们的方向移动。
这种现象被称为红移，而这种红移现象的观测结果表明，整个宇宙正在膨胀。
为了解释这一现象，哈勃提出了一个简单而重要的定律，即哈勃定律。
哈勃定律的核心内容是：远离我们的星系越远，其红移程度越大，即移动速度越快。
这一定律揭示了宇宙的基本特点，引起了广泛的关注和研究。
二、哈勃定律的内容哈勃定律表明，宇宙中任意两个星系之间的速度与宇宙膨胀的速度成正比。
换句话说，离我们越远的星系，其运动速度就越快。
具体而言，哈勃定律可以用数学公式表示为：v = H0d，其中v代表星系的运动速度，d代表星系与地球的距离，H0则是哈勃常数，表示当前的宇宙膨胀速度。
根据哈勃定律，我们可以推断出宇宙的膨胀速度，并进一步推导出宇宙的年龄、大小以及其演化的历程。
通过观测和测量遥远星系的红移现象，科学家能够计算出哈勃常数，并据此推断出宇宙诞生的时间和速度。
三、哈勃定律对宇宙研究的重要意义1. 揭示了宇宙的膨胀哈勃定律的最重要的贡献之一就是揭示了宇宙的膨胀。
通过观测和测量红移现象，科学家们发现，绝大部分星系都在远离我们的方向移动，这意味着宇宙正在不断地扩张。
这个发现改变了人们对宇宙的认识，不仅推翻了牛顿宇宙静态的观点，也为后续的宇宙学研究奠定了基础。
2. 为宇宙演化提供了理论依据哈勃定律的发现为宇宙的演化提供了重要的理论依据。
根据哈勃定律，科学家们认为宇宙的膨胀速度是恒定的，而宇宙膨胀的过程可以追溯到一个初始的点，即宇宙大爆炸的起源。
这一理论成为宇宙大爆炸理论的基础，被广泛接受和研究。
物理学最诡异的定律
物理学最诡异的定律物理学是研究自然界中各种现象和规律的科学，其中有一些定律尤其令人瞩目和神秘，给人以很大的困惑和启示。
下面将介绍一些物理学中最诡异的定律，并提供相关的参考内容。
1. 测不准原理：由著名的物理学家海森堡提出，它表明在同一时间内，无法准确测量一个粒子的位置和动量的值。
根据测不准原理，粒子的位置和动量不可能完全确定，只能给出概率性的结果。
参考内容：- 著名的量子力学教科书《原子物理》作者：J. J. Sakurai- 剑桥大学教授的在线讲座视频：量子力学的悖论和测不准原理2. 幽灵互动原理：由经典物理学之父牛顿于1687年提出，这一定律指出两个没有相互作用的物体之间也存在相互作用的力。
根据牛顿的第三定律，当一个物体对另一个物体施加力时，另一个物体也会对第一个物体施加同样大小、方向相反的力。
参考内容：- 牛顿力学原理的典型教材《刚体力学》作者：L. D. Landau- 牛顿运动定律的解释视频：牛顿第三定律——幽灵互动原理3. 宇宙膨胀定律：由哈勃和莱特等天文学家在20世纪提出，这一定律指出宇宙正在以无法想象的速度膨胀。
根据宇宙膨胀定律，不仅宇宙中的星系远离我们，而且越远的星系离我们越远，这意味着整个宇宙正在不断地扩展。
参考内容：- 最新宇宙膨胀定律研究成果《宇宙学原理与观测：宇宙膨胀理论》作者：黛希尔·哈尔德- TED演讲视频：哈勃望远镜对宇宙膨胀定律的证实4. 黑洞信息丢失问题：这个问题带来了量子力学与爱因斯坦的广义相对论之间的矛盾。
根据量子力学，信息永远不会消失，而根据广义相对论和黑洞的特性，物质和信息进入黑洞就无法逃离，似乎就会完全丢失。
这个问题困扰了物理学家多年。
参考内容：- 《黑洞战争：黑洞信息丢失之谜》作者：Leonard Susskind - 斯坦福大学教授的在线讲座视频：黑洞信息丢失问题的解释5. 超导性：这是一种奇特的物质状态，它表现出完全没有电阻的特性，并在低温下出现。
2021-2022学年教科版六年级下册科学第三单元《宇宙》同步练习(含答案)
3.日食
【判断题】
1.日食时，地球上只有特定区域的人才能看到。 (√)
2.太阳、地球、月球在同一条直线上时，地球的影子投射到月球上，这个影子将引起日食。(×)
3.距离地球最近的行星是月球。（ ）
4.太阳系中的八颗行星大致处于同一平面。（ ）
5.金星又称启明星，我们在黎明或黄昏看到的启明星是天空中最亮、离地球最近的行星。（ ）
6.海王星由于不符合新的行星定义，被降级为矮行星。（ ）
【选择题】
1.以太阳为中心，包括围绕它旋转的八颗行星、矮行星、小天体组成的天体系统叫( )。
（1）如图所示，月球从A点位置运动到B点位置，实际大约需要（）天。
（2）要出现日食现象，月球应公转至（）位置。
（3）今天是农历八月十三。两天后，月球的实际位置在如图所示的（）位置。
（4）在模拟实验中，小明摆放“太阳”“月球”“地球”三者位置，最合理的是( )。
A.
B.
C.
4.认识星座
【判断题】
1.人们把星空分成66个星座。( )
B.同一个星座中的星星是属于同一个星系的
C.同一个星座中的星星之间是没有什么联系的
（4）根据北斗七星模型，可以分析出星座其实是从地球角度看到的一些（）组成的图像。
（5）北斗七星是（）星座的明显标志。
5.夏季星空
【判断题】
1.大熊座的主要特征是北斗七星，小熊座的主要特征是北极星。( )
2.星座在天空中的位置是固定不动的。( )
3.下图是位于( )平塘县的500米口径球面射电望远镜。
“我们的宇宙真的有中心吗？”非连续性文本阅读训练及答案
阅读下面的文字，完成下面10-12小题。
材料一：我们的宇宙真的有中心吗？过去几千年来，人类认真研究了这个问题。
第一个与宇宙中心有关的理论是地心说。
地心说认为，我们的地球是宇宙的中心，太阳、月亮、水星、金星、火星、木星与土星围绕地球公转，其他星辰点缀在固定的天球上，也围绕地球运转。
当然，地心说无法解释火星逆行等观测现象。
后来，哥白尼提出了日心说，解决了这些问题。
日心说认为，太阳才是宇宙的中心。
此后，布鲁诺等人进一步提出，天上的恒星其实也是类似于太阳的巨大火球，从而将恒星提升到与太阳同等的地位。
尽管如此，当时绝大多数人依然认为太阳具有特殊性，是宇宙的中心。
1917年，美国天文学家沙普利通过观测证实，太阳系并不在银河系的中心，而是在银河系边缘。
要知道，当时以沙普利为代表的许多天文学家都认为，银河系就是整个宇宙，沙普利得到的结果自然就意味着银河系的中心是宇宙的中心，而显然太阳系不在宇宙的中心。
1923年，美国天文学家哈勃测出了仙女座星系M31与地球的距离，证明它在银河系之外；此后，他又测出多个星系与地球的距离，证实了这些星系都在银河之外，这就意味着：银河系并不是整个宇宙，银河系的中心也不是宇宙中心。
同样在1917年，爱因斯坦提出了一个静止宇宙模型。
在这个模型中，宇宙的大小有限，但没有边界，这就是“有限无边”宇宙模型。
它类似于气球表面，只不过它是四维的。
如果宇宙真的是这种形状，那么它就不存在边界，也就不存在中心。
1929年，哈勃测量了一些星系与地球的距离，结合此前美国天文学家斯里弗测量出的这些星系的运动速度，哈勃发现，星系的运动速度与距离成正比。
这个结果意味着宇宙正在膨胀。
由于所有星系都在远离我们，我们似乎可以重新将我们的太阳系或银河系作为宇宙中心。
但是，如果其他星系也有观测者，他们也会看到我们的银河系在远离他们所在的星系，这也意味着，从他们的角度来说，他们所在的星系也是宇宙的中心。
为了形象地理解这一点，我们可以想象：在一个气球上画上众多黑点，当你给气球打气时，气球逐渐膨胀，上面的众多黑点便开始彼此远离。
暗物质与暗能量
暗物质与暗能量张天高耀文二宇社七班当我们来到没有光污染的郊区，或者到更远的农村，仰望夜空繁星闪烁时，才会感受到宇宙的广大和自己的渺小。
此时便会产生无数的疑问，星星到底是什么？是萤火虫还是天上的街市？宇宙深处是什么？宇宙有边缘吗？宇宙是怎样产生的？将来有一天宇宙会不会消失掉？为了寻找这些答案。
人类自古以来就付出了艰苦的努力,其中取得了不少成就,也诞生了很多天文学家，哥白尼告诉我们地球不是宇宙的中心，太阳才是宇宙的中心。
牛顿告诉我们所有天体之间都存在相互的吸引力，称为万有引力。
美国科学家汉斯贝特告诉我们，太阳之所以能够发光，是因为在它的中心进行着原子核的聚变反应，放出能量。
著明天文学家哈勃观测发现我们居住的宇宙在膨胀。
随着天文学的飞速发展，浩瀚的宇宙似乎不再那么神秘，人们感到欢欣鼓舞。
可是笑容还没有散去，新的天文学难题便接连出现。
在宇宙学方面，仅神秘的暗物质和暗能量便使得科学家们一筹莫展。
不过，说起暗物质和暗能量，还得从宇宙大爆炸说起。
天文学家哈勃通过观测恒星的光谱，发现绝大多数的恒星都发生红移，而且距离越远的恒星远离的速度越快。
由多普勒效应可知,周围的恒星都在离我们而去，这似乎暗示地球又成了宇宙的中心了，其实不然。
打个比方，就像气球上任意两个点，吹气球时，随着气球的膨胀，气球上任意两个点间的距离会迅速拉大，但气球上任意一点都不是中心。
所以哈勃的发现告诉我们的是，所有星系都在远离的事实表明，我们的宇宙正在膨胀，而非原先以为是稳恒的。
如果宇宙现在正在膨胀，那么沿时间回溯，以前宇宙肯定比现在小，则肯定有那么一个时刻，宇宙中所有东西都聚集在一起，宇宙必然有个起点！(具体的大爆炸理论见我的读书报告会：Big Bang- 宇宙大爆炸.)在之后的暴涨理论中，我们知道了宇宙在诞生之初经历了一个急速膨胀的过程，之后再以较慢的速度膨胀。
而且2001年MAP卫星最终测量结果发现我们的宇宙确实是刚好平直的。
既然如此，那么整个宇宙的质量密度应该正好在临界值，然而把我们所能见的所有恒星行星星云都包括在内，质量密度也远远不足以使宇宙呈平直形状。
宇宙中心在哪里
宇宙中心在哪里宇宙没有中心！根据宇宙学标准理论，宇宙是在大约140亿年前的“大爆炸”中诞生的，至今仍在向外扩张。
扩张也没有中心；到处都是一样的。
大爆炸不应该被视为一次普通的爆炸，宇宙不是从一个中心点扩张到空间内的；相反，整个宇宙都正在扩张，据我们所知，所有地方都在均衡的扩张。
1929年埃德温-哈勃宣称测量了距我们远近不同的星系的速度，他发现越远的星系越是在后退。
这可能表明着我们在宇宙扩张的中心上，但事实是，假如宇宙根据哈勃定律均一扩张，那么它可能从任何有利点来看都是如此。
如果一个B星系以10,000千米/秒的速度向我们远去，B星系上的外星人看我们的A星系就也是以10,000千米/秒的速度向反方向远去。
而另一个和B星系在相同方向的两倍远距离的C星系就被我们看做以20,000千米/秒的速度后退，而外星人看到的则是以10,000千米/秒的速度后退。
所以在B星系上的外星人来看，所有物体都是从它的方向向外扩张的，无论它是从那个方向看都是和我们的视角看是一样的。
著名的气球比喻有效帮助宇宙扩张更可视化的方法是把太空比作膨胀的气球表面。
早在1933年，亚瑟-爱丁顿在《膨胀着的宇宙》一书中就提出了这个比喻。
在1960年，这一比喻又被弗雷德-霍伊尔在他的畅销书《宇宙的本质》中收录下来。
霍伊尔写道：“我的非数字的朋友们经常告诉我，他们发现很难想象这种扩张，如果不使用大量的数学，我不能比使用表面上标着大量点的气球作类比做得更好。
如果气球爆炸，点之间的距离会以星系之间的距离相同的增加。
”气球比喻法是很奏效的，但却需要确切的理解——否则会引起更多困惑。
正如霍伊尔所说：“有几个重要的方面是人们一定会误导的。
”能够理解三维空间和气球的二维表面作比较是十分重要的，气球表面是均匀的，没有任何一个点应该被挑出来作为中心。
气球本身的中心不是在表面上，不应该被认为是宇宙的中心。
如果这个方法有助于理解的话，你可以把气球的径向视为时间。
这就是霍伊尔提出的，但也有一些难以理解。
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所有星系都在远离我们，是否意味着我们就在宇宙的中心？你一直在被哈勃定律所困扰吗？一直在为大爆炸而困惑吗？让我们重新审视一下这些问题，寻找这些宇宙学中重大问题的解答。
一些关键的数字宇宙正在膨胀并且冷却。
根据大爆炸理论，过去的宇宙比现在的更小、密度更高。
137亿年：宇宙的年龄，误差几亿年。
930亿光年：目前可观测宇宙的大小。
2.725开：宇宙微波背景辐射的平均温度。
4%：宇宙中组成你、我、行星、恒星等普通物质的含量。
22%：宇宙中暗物质的含量。
它们是至今尚未被直接探测到的物质，和普通物质之间存在引力，但是不参与其他三种基本相互作用（电磁和强、弱相互作用）。
74%：宇宙中暗能量的含量。
正是它驱动着宇宙加速膨胀。
但是它究竟是什么尚不为人所知。
宇宙学的目的是了解宇宙的起源和演化。
近一个世纪前，天文学家发现绝大多数的星系正在远离我们，并由此揭示出了一个让人惊骇的事实——我们的宇宙正在膨胀。
几十年前，天文学家意识到，天空中充满了宇宙形成之后不久光子所发出的微弱射电波。
几年前，专门用来探测这一宇宙微波背景的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）则又发现了强有力的证据，证明我们的宇宙在极早期经历过一个超高速膨胀的“暴涨”阶段。
WMAP探测到的宇宙微波背景辐射。
图中的不同颜色代表了温度在2.725开上下十万分之一的波动。
有些人认为现如今的宇宙学正处于“黄金时代”。
然而，相对于它不断所取得的进展，一些宇宙学中最基本的概念却让人难以把握。
这里列举出五件宇宙学中最让人困扰的事情，它们或许是普通人想要理解宇宙学家们目前所做的最大障碍。
一、如果遥远的星系都在离我们而去，这是否意味着我们就处在宇宙的中心？用一个字回答：不。
科学家们发现，除了距离最近的星系之外，其他的星系都在远离我们而去。
此外他们还发现，距离越远的星系其退行的速度越快。
但是，这些星系的退行运动并不是穿行于宇宙空间之中的，而是宇宙空间自身的整体膨胀。
星系只不过是搭了个便车而已。
1916年，爱因斯坦发表了他的广义相对论。
这一理论拓展了他早先的想法，囊括了引力对空间的形状以及时间流逝的影响。
一年之后，荷兰天文学家使用爱因斯坦的理论证明，一个几近真空的宇宙必定会膨胀。
哈勃认为，他所看到的星系退行现象正是一个由“德西特空间”所组成的宇宙的如实表现。
在膨胀的宇宙中传播的光线会被拉伸。
光子会损失能量，因此谱线的位置会向长波（红光）段移动。
同时，超新星爆发的信号也会被拉伸。
遥远星系中的超新星会比近距星系中的持续更长时间，而且距离越远持续的时间就越长。
这就意味着宇宙空间自身也在膨胀。
被镶嵌在宇宙空间中的星系在跟随空间一起远离其他的天体。
天文学家通常会使用气球来比喻膨胀的宇宙。
气球表面的图案代表星系。
对气球充气就相当于宇宙的膨胀，这时气球表面每个图案之间的距离就会变大。
不幸的是，绝大多数人试图把这一类比推向另一个极端，询问气球的中心是什么。
宇宙膨胀是宇宙空间自身的膨胀必须要明白的是，这本质上是一个二维的实验。
在一张白纸上画许多的点，然后在一张透明片上把刚才的画放大再画一遍。
将两者重叠起来，并且任取一点作为参考点。
“无论这个点在哪儿，每个点上的'观测者’都会看到其他点在离他/她而去，这正是宇宙中的每个星系所正在发生的。
宇宙学家假设，在足够大的距离上——远大于星系团的尺度，无论观测者身处何处，他/所看到的宇宙都是相同的。
在爱因斯坦的相对论中，它认为对于任何物理相互作用而言，不存在优越的参考系。
上面的论断是对相对论的一种推广。
科学家们把这一假设称为“宇宙学原理”，并且一直在检验它。
到目前为止，它看起来依然是对宇宙非常好的一种理论。
二、膨胀中的宇宙在往哪里膨胀？这是把气球类比膨胀宇宙过渡外推而导致的另一个问题。
宇宙是自我独立的，它可以在不需要膨胀入其他东西的情况下自我膨胀。
爱因斯坦的相对论为审视宇宙提供了一条新的途径。
它认为引力不再是一种力，而是时空的弯曲。
引力场中的物质和能量会按照弯曲时空的“命令”运动。
相对论预言，时空的弯曲也会使得光线的路径弯曲。
大质量的天体会使得其周围的时空发生弯曲，由此导致了掠过其边缘的光线也发生偏折1919年的日全食给了科学家直接的证据。
如果一个大质量天体（例如太阳）会使得时空发生弯曲，那么来自遥远恒星的光线在掠过这个天体的时候就会发生偏折。
这一效应虽然很小，但是天文学家根据在日全食时测量到的太阳附近恒星位置的变化足以能发现它。
这只是爱因斯坦相对论众多实验验证中的一个。
由此相对论也成为了现代宇宙的一大基石。
三、“大爆炸”到底是什么样的爆炸？“大爆炸”并不是通常意义下的任何一种爆炸。
在物理学和科学中，'大爆炸’和爆炸毫不相关。
WMAP观测到了迄今精度最高的宇宙微波背景图。
这些光子自宇宙诞生之后大约38万年电子和质子首次结合成中性原子起便穿行于宇宙之中。
天文学家已经知道，宇宙正在不断地变大、冷却，密度也在不断降低，这也正是宇宙膨胀的必然结果。
如果我们把宇宙的历史向后推，那么以前的宇宙就会比现在天文学家看到的要更小，温度更高，密度更大。
宇宙大爆炸之后的演化过程当可见的宇宙只有目前的一半的时候，物质的密度就会是现在的8倍，宇宙微波背景的温度就会是现在的2倍。
当可见的宇宙只有现在的一百分之一的时候，宇宙微波背景的温度就是现在的100倍。
当可见的宇宙只有现在的一亿分之一的时候，背景辐射的温度可以达到2.73亿开。
此时宇宙中物质的密度将和目前地球表面空气的密度相仿。
这一温度可以把宇宙中的气体完全电离成高速运动的质子和电子。
“'大爆炸’对于这个理论而言并不是一个非常精确的名字，这一理论所描述的是宇宙的膨胀和冷却，而不是一次爆炸。
但“大爆炸”不是在空间中的一次爆炸吗？它的名字会让人联想到诸如爆竹这样的化学爆炸现象，而一旦有了这些先入为主的印象，就很难把大爆炸想象成其他东西。
事实上，“大爆炸”更接近物质、能量、时间以及空间自身的创生和伸展。
更确切地讲，'膨胀宇宙理论’是一个更贴切的名字，因为它就是一个关于宇宙如何膨胀的理论。
四、“大爆炸”之前是什么？没人知道。
也许在大爆炸之前什么都不存在，我们的宇宙“始于循环大爆炸。
但是目前还没有观测数据能证实这一以及其他的假说。
使用已知的物理定律，宇宙学学家可以把宇宙反推到大爆炸之后的10-43秒，即普朗克时期，但只能到此为止。
因此现在的科学无法回答这个问题。
科学家们一直在使用两种“分立”的理论。
一个是描述微观世界的量子力学，另一个是描述大尺度宇宙的广义相对论。
它们在各自的领域都非常有效，但是彼此不可调和。
我们需要一个能统一量子力学和广义相对论的理论，由此才能把宇宙反推到大爆炸的源头。
在几个世纪的研究之后，物理学家已经知道了四种基本作用力：引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。
理论物理学家已经统一了电磁力和弱相互作用力。
当宇宙的年龄只有一百亿分之一秒的时候，“弱电”力分解成了现在我们看到的两种力。
大型强子对撞机统一弱电力和强相互作用力的尝试还没成功，不过科学家们相信，在更早期的宇宙所有的基本力都是统一在一起的。
但引力到目前为止依然是相对论的领地。
超弦理论试图统一相对论和量子力学。
它认为，所有的基本粒子都是振动的能量环，被称为“弦”。
无论对应于一个电子还是一个顶夸克，每一种弦都具有特定的振动频率。
超弦理论则有一个可检验的结论，被称为“超对称”。
它认为每种已知的基本粒子都具有不可见的伴随粒子。
五、宇宙的外面是什么？就我们所知，宇宙是无限的。
WMAP的观测数据已经佐证了暴涨理论，即宇宙经历了一个超高速膨胀的阶段。
因此，宇宙很可能要比我们目前所能观测到的还要大得多得多。
通过对宇宙微波背景的观测，宇宙学家已经知道宇宙的年龄为137亿年。
而由于光传播的速度是有限的，地球上的观测者因此只能看到在这一时间段内传播到地球上的光。
那么是不是因为我们在各个方向都能看到137亿光年远的宇宙，于是可观测宇宙的大小就是这个数值的两倍呢？不是。
在宇宙微波背景中我们所看到的物质是在137亿年之前发出的这些辐射，但在那以后这些物质就凝聚成了星系。
由于宇宙膨胀，现在这些星系距离我们大约465亿光年。
这一“距离”指的是现在这些星系和我们之间的距离，而不是它们发出光线时到我们的距离。
所以，可观测宇宙的“直径”大约为930亿光年。
这一结论似乎违背了爱因斯坦的相对论，即光速是物体在空间中运动的极限速度。
但是这并不适用于空间自身的膨胀。
普适的速度极限在极端情况下会有个别的例外，宇宙的膨胀就是其中之一。
可观测的宇宙有一个边界，科学家将其称为“视界”。
那么在视界外面是什么？随着时间的流逝和宇宙的膨胀，会有越来越多的宇宙进入我们的视界，宇宙学家认为在我们可探测视界之外的宇宙“和我们的没什么两样。
物理宇宙学，这一尚不足百年的科学分支，在过去的几年中取得了重大的成功。
这包括了精确地限定宇宙年龄以及发现宇宙加速膨胀。
不过宇宙学家们从来没有说，我们目前的宇宙模型是完整的。
超对称乃至弦理论真的成立吗？到底是什么驱动了宇宙加速膨胀？如果说过去只是开场，那么让我们一起期待更多的“意料之外”吧。