三體網(wǎng)【宇宙探秘專欄】對于人類來說，20世紀是至關(guān)重要的一個世紀，在這個100年里，人類開始真正地打開雙眼來認識我們所處的奇妙的宇宙。在這意義重大的100年里，每隔十年，我們都對宇宙有了顛覆性的認識！
1910s：愛因斯坦的相對論解釋了牛頓的理論無法解釋的現(xiàn)象——水星繞太陽的軌道。這當然還遠遠不夠，一個科學理論除了能解釋我們現(xiàn)在所觀測到的現(xiàn)象，還需要能預(yù)測我們尚未察覺到的事實。愛因斯坦的相對論顯然做到了，比如時間膨脹、引力透鏡、紅移以及黑洞等，都逐步得到了驗證。自此，人類的宇宙觀發(fā)生了翻天覆地的變化！
1920s：我們原本還不知道我們的銀河系之外的宇宙，直到埃德溫·哈勃1920s的偉大工作才改變了這一切。哈勃在觀測一些螺旋星云時，發(fā)現(xiàn)了一些與銀河系中類型相似的獨特的變星。根據(jù)它們的光度可以推測它們位于數(shù)百萬光年之外，這遠在銀河系范圍之外。哈勃沒有就此止步，進一步測量了數(shù)十個星系的距離和退離速度。哈勃給了人類一個更廣闊的宇宙，哈勃望遠鏡就是為了紀念其作出的突出貢獻而命名的！
1930s：在很長一段時間，人們認為如果能夠計算出所有天體和宇宙氣體、塵埃的質(zhì)量，就能得出宇宙的總質(zhì)量。然而，通過觀察位于密集的星系群的星系，弗里茨·茲威基發(fā)現(xiàn)僅憑我們所謂的“正常物質(zhì)”還不足以解釋星系群內(nèi)部的運動情況。他推測還存在一種不同于“正常物質(zhì)”的東西，稱之為暗物質(zhì)。但是，直到1970s弗里茨·茲威基的發(fā)現(xiàn)才得到重視?，F(xiàn)在，我們知道，暗物質(zhì)和暗能量占據(jù)了我們宇宙的絕大部分。
1940s：盡管大量的資源被用于間諜衛(wèi)星、火箭以及核技術(shù)的發(fā)展，理論物理學家們?nèi)耘f在默默無聞地努力。1945年，伽莫夫提出了宇宙膨脹的推斷：如果宇宙正在膨脹和冷卻，那么它過去的溫度和密度必然是更高的，讓時間倒流，就會出現(xiàn)一個極度炙熱和致密的點。如果這是真的，那么在恒星形成之前，宇宙應(yīng)該始于特定比例的最輕的元素，并且在宇宙中應(yīng)該有一個稍高于絕對零度的余暉向所有方向滲透。這就是“大爆炸”理論的框架，是20世紀40年代最偉大的理論。
1950s：隨后，弗萊德·霍伊爾和一些人提出了大爆炸的競爭理論——宇宙恒穩(wěn)態(tài)理論。最引人注目的是，他們認為地球上目前的重元素并非在宇宙早期形成的，而是由前幾代恒星的產(chǎn)生?；粢翣柡退耐瑫r還詳細地解釋了元素是如何在恒星核聚變的過程中產(chǎn)生。他們在未經(jīng)觀測的情況下成功預(yù)測了氦通過聚變轉(zhuǎn)換成碳的過程。在這個意義上來說，我們了解到了地球上的所有重元素的起源都歸功于前幾代恒星。
1960s：經(jīng)過了20年的爭論，一次至關(guān)重要的觀測揭開了宇宙歷史的真相：人類發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸的余暉，或稱為宇宙微波背景。 Arno Penzias和Bob Wilson在1965年發(fā)現(xiàn)了宇宙中2.725K的輻射，然而他們倆都沒有意識到他們成了這一偉大發(fā)現(xiàn)的首創(chuàng)者。隨著時間的推移，宇宙微波背景進一步被測量，宇宙大爆炸理論得到有力地證實。
1970s：1979年底，一個科學家提出了一個貫穿他一輩子的想法。 AlanGuth希望找到解決大爆炸理論中無法解釋的問題的方法。在大爆炸理論中，宇宙為什么如此平坦？宇宙中所有方向的溫度為何如此一致？宇宙為什么就沒留下超高能量遺跡？Guth引入了一系列的改進來建立一套現(xiàn)代的大爆炸理論模型。之后的觀測——包括宇宙微波背景的波動、宇宙中大尺寸結(jié)構(gòu)以及星系團的特性都證實了他的預(yù)言。
1980s：在1987年，人類觀測到了離地球最近的一次超新星爆發(fā)，這也是人類在具備中微子探測器后的第一次超新星爆發(fā)。雖然我們在其他星系觀測過許多超新星爆發(fā)，但是如此之近的還是第一次，以至于讓我們有可能探測到中微子。這也是中微子天文學的開端，人類開始深入地研究中微子。
1990s：如果你認為暗物質(zhì)和宇宙的起源是個大命題，那么1998年關(guān)于宇宙滅亡的結(jié)局發(fā)現(xiàn)將更讓你吃驚。歷史上，我們對宇宙的滅亡提出了三種可能：
引力最終獲勝：如果宇宙有足夠多的物質(zhì)和能量，那么最終引力將克服膨脹趨勢。宇宙的尺寸將會達到最大值，直到其膨脹速度將為零。經(jīng)過一段充足的時間，宇宙將變回最初熾熱、致密的狀態(tài)，宇宙的命運將終結(jié)于所謂的“大緊縮”。
膨脹最終獲勝：如果宇宙沒有足夠的物質(zhì)和能量，那么最終引力將無法克服膨脹趨勢。遙遠的星系將繼續(xù)遠去，盡管其遠去的速率再下降，但不會下降到零，這將無法逆轉(zhuǎn)。最終，一切都會變得相距如此遙遠，宇宙將終結(jié)于所有的一切都接近絕度零度的狀態(tài):“大凍結(jié)”。
臨界狀態(tài)：在這種情形下，如果宇宙中多一個質(zhì)子，那么宇宙將坍塌，終結(jié)于“大緊縮”；如果宇宙中少一個質(zhì)子，那么宇宙將無限膨脹，終結(jié)于“大凍結(jié)”。這樣，宇宙膨脹的速率將無限逼近零，同時也無限接近坍塌。
但是，1998年的一份研究數(shù)據(jù)驚呆了全人類——這份數(shù)據(jù)顯示，我們的宇宙竟不是按照上面三種情況的任一種在發(fā)展。宇宙的膨脹速率不會持續(xù)下降，所有的星系將離我們越來越遠，而且離得越來越快，加速離我們而去。宇宙終將消逝，留下一片孤寂。
2000s：對宇宙微波背景的觀測并沒止于1965年，對宇宙微波背景輻射的波動的測量，給了我們對宇宙更進一步的認識。比如，在宇宙中我們所知的正常物質(zhì)只占了4.9%，神秘的暗物質(zhì)和暗能量各占了27%和68%。
那么。2010s我們會有哪些重大的突破呢？我們將迎來引力波天文學嗎？我們會發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)究竟是什么？或者，我們會發(fā)現(xiàn)宇宙中地球以外的生命？
這一切，都只能讓時間來回答！
