大爆炸理论可能是错的吗？

大爆炸是现代宇宙学的定义性叙事：一个大胆的声明，即我们的宇宙有一个开端，并且有一个有限的年龄，就像生活在其中的人类一样。而这个有限的年龄，反过来又由宇宙正在膨胀的证据来定义（唉，不幸的是，我们中的许多人都熟悉这种感觉）。这两个想法——一个单一的宇宙开端，接着是数十亿年的宇宙增长——是如此奇特，以至于有些人从未接受过它们。因此，怀疑论者一直在质疑大爆炸模型有效性的声音，只要大爆炸模型存在以来就一直存在。

在主流宇宙学家中，对大爆炸的怀疑在 20 世纪 60 年代随着宇宙微波背景辐射的发现而大大消退——这种全方位的辐射噪音，只能被视为早期宇宙炽热时代的遗迹。但在边缘地带，怀疑一直存在。最近，受不同测量宇宙膨胀率的令人费解的差异的启发，这些怀疑论有所加剧。即使是科学中间派也承认，我们对早期宇宙的理解存在着明显的不足。所以现在似乎是深入探究这个宏大问题的绝佳时机：大爆炸理论可能是错的吗？

这个问题在公开论坛和社交媒体上经常出现。在大多数情况下，它似乎并非源于对科学的疑虑，而是源于对科学本质的误解。因此，任何有意义的回答都必须从一个关键的澄清开始：大爆炸根据你和谁交谈，意味着两个截然不同的东西。

在通俗对话中，大爆炸常常被广泛地用来指代创造宇宙的神秘的原始事件，并且通常被设想为一个从一个点爆发出来的巨大爆炸。(公平地说，通俗文章和插图常常通过过度简化和令人困惑的语言来强化这些想法。)但这并不是宇宙学家们所说的大爆炸。

一个关键点是，大爆炸不是任何人所见过的爆炸。“这是一个很难让人理解的概念，”芝加哥大学经验丰富的宇宙学家温迪·弗里德曼说。“首先要摆脱的是类似于炸弹的图像——这是我们首先倾向于想象的，也是错误的——即爆炸伴随着物质从中心向外飞散。这在太空中是不发生的。大爆炸是空间的爆炸，而不是空间进入的爆炸。爆炸没有中心或边缘。”

大爆炸之外没有地方，所以它不是向任何东西膨胀。相反，所有的空间都开始膨胀，在各地。这就是为什么星系似乎在各个方向上都离我们而去。任何观察者，无论在哪里，都会看到同样的事情。我有时会将大爆炸视为人类心理的比喻。从某种意义上说，你可以认为自己是宇宙的中心，因为所有观察者看到的都是如此。但从更深层次来说，没有人是中心，因为膨胀发生在任何地方，而我们都在同一状况下。

对于任何想知道宇宙如何从空间中的一个点爆炸形成的的人来说，答案是它不能。那种想法确实是错误的——但这也不是大爆炸所描述的。

这就引出了我的另一个关键点：大爆炸是关于宇宙如何开始的描述，而不是关于它为什么开始的解释。它不假设任何关于什么（或谁）创造了宇宙，也不假设任何关于什么（如果有的话）在此之前存在。

对现代宇宙学家来说，大爆炸是一个模型，描述了宇宙如何从一个极其炽热、致密的早期状态膨胀成我们今天看到的现实。这一解释的证据是压倒性的。当然，在过去的 50 年里，尽管我们对宇宙的了解大大增长，但没有任何其他理论能与之相提并论。

大爆炸最著名的证据来自于“红移”，即对遥远星系发出的光线的观察到的拉伸，但这远非唯一的支持来源。宇宙微波背景辐射的光谱和分布与炽热大爆炸的预期完全吻合。星系的演化证明了宇宙的有限年龄，而观测到的恒星年龄与从宇宙膨胀推断出的宇宙年龄完全一致。星系的宏观分布显示出一种微妙的涟漪模式，这对应于大爆炸的原始粒子和辐射汤中声波的推断涟漪。宇宙中观测到的氢、氦和氘的丰度与该汤中发生的核反应模型完全一致。

整个大爆炸解释框架有可能出错吗？我不会说这是不可能的，但我会称之为……不可思议。

最后一位反对大爆炸的严肃的顽固派是已故的宇宙学家杰弗里·伯比奇（Geoffrey Burbidge），他早年曾倡导稳态宇宙学，即使在证据早就证伪了他的宠儿理论后，他仍拒绝放弃。晚年，他提出了一个复杂的振荡宇宙模型，该模型有效地包含了许多小规模的大爆炸。所以，他实际上接受了大爆炸，只是没有明说。Discover 在 2005 年详细介绍了伯比奇及其思想。

我遇到过许多大爆炸的替代模型，但我从未见过一个能够诚实、全面地解释我们宇宙在大约 138 亿年前拥有一个炽热、致密开端的丰富观测证据。我知道的与真正的外部替代模型最接近的是埃里克·勒纳（Eric Lerner）的等离子体宇宙学模型，这位等离子体物理学家因其认为大爆炸从未发生过的观点而拥有了一批追随者。然而，他的模型与数据完全不符。

与此同时，对我们尚不知道的事物保持开放的态度也很重要。不仅是可能的，我们对大爆炸的理解肯定是不完整的。

宇宙暴胀是关于大爆炸第一瞬间发生的事情的一个广为接受的理论，但它尚未被证实。目前关于宇宙膨胀速率的争议可能反映了我们对那个早期时代的无知。大爆炸为何以及如何发生是完全未知的。你可能听过宇宙学家们猜测“多重宇宙”，或者一个具有多个开端的振荡宇宙的想法，或者两种现实膜之间的碰撞创造了我们的宇宙。没有人知道这些想法中哪些是正确的，如果有的话。但它们都有一个共同点，那就是它们都接受了我们当前宇宙从一个极度炽热、致密的早期状态中出现的证据——也就是说，它们都将大爆炸作为起点。

大爆炸之前是否存在时间？宇宙会永远膨胀下去吗？还会发生另一次大爆炸吗？宇宙是有限的还是无限的？其他宇宙是否存在？这些都是令人兴奋的、完全开放的问题。我们在自然宏伟计划中的位置还有很多需要学习。但我们可以相当自信地认为，无论未来的理论和发现将我们带向何方，大爆炸都将是图景的一部分。