宇宙的起源有哪几种假说（1.宇宙由什么构成）

宇宙的起源有哪几种假说（1.宇宙由什么构成）但就这个总体上看起来不怎么靠谱的宇宙大爆炸起源解释，竟然还找到了另一个靠谱的证据：宇宙的背景辐射。现在宇宙的背景辐射已经可以绘制出一份关于宇宙物质结构分布的间接图像，而这个图像一经产生，又让人类产生了新的迷惑，原来宇宙中物质的分布并不是均匀的（群聚分布），也就是并非各向同性和均匀的。这个结果给人类的认知造成了更大的麻烦，为什么宇宙各向异性？宇宙中物质的不对称分布本身又称为一个不可理解的问题！1960年前后天文学家发现有些星系超常的旋转运动，根据对观测星体的质量分析，这个超快的旋转所产生的离心力远远超过万有引力的大小；不仅如此天文学家还用X射线望远镜发现了幽灵般的星云，而且发现本来被遮挡的恒星竟然可以绕过遮挡物被测到，似乎是一些神秘的物体让光线发生了弯曲（引力透镜），为了数理逻辑上的自洽，对这些观测结果的思考又产生了暗物质，而对宇宙加速膨胀的思考又产生了暗能量的概念，目前理论公认的物质组成为

我们人类生存的自然界充满了让我们无法理解的许多自然现象，2005年《科学》杂志为了纪念创刊125年列举了125个科学问题，其中25个为“big questions”而另外100个为相对较小的问题。这些我们不知道答案的125个问题为我们展示了人类认知进程中一个未知世界的暂态图像，它虽然并非代表全部场景，但足以划定人类认知的边界。下面我们就以Science为蓝本，来一个一个科普这些问题。通过对这些问题的介绍，虽然不能给予答案，但也能勾画出一张人类科学发展的地图，为大家在世界中的地位和角色给予一个参照。人生而为人，具有强大的记忆能力，所以对其周期的环境不得不给予思考和认识，但生命有限而宇宙无限，问题总会在人脑中浮现。下面就先来介绍第1个问题：

1. 宇宙由什么构成？What Is the Universe Made Of ?

宇宙就是对我们所生存的客观世界的一个总称，总称当然涵盖了客观世界所有的物质和信息。对宇宙这种存在的好奇首先催生了人类的哲学发展，哲学可是科学的母亲，因为它所关心的问题后来都发展成了一门门学科。

其中对宇宙最大的问题当然是：宇宙的结构问题。宇宙整体到底有多大（有限和无限问题，人类永远只能站在宇宙内部问宇宙多大有没有意义？因为宇宙不存在外部，人类的认知也就无法构建宇宙整体图像），宇宙的边界是什么样子的（扁的圆的还是内和外联通的拓扑结构），宇宙之中物质的总量和分布是怎样的？构成宇宙的物质有什么样的结构和层次？然后其次的问题就是：宇宙的演化问题，宇宙如何产生（如果认为任何事物都是有寿命的话）？如何发展演化以及归宿是什么（归宿牵扯到无限自由度不可逆系统有没有最后的状态）？无疑这些内容都是这个宇宙由什么构成问题的内涵，回答它将决定于人能看多远（观测实验）和能想多远（数理逻辑推论）。

对于宇宙的认知当然本质上来源于人类对宇宙不断地观察和观测，对观测结果的解释则构成理论，比如对地球现象和太阳系行星的观测让牛顿发现了万有引力，而这个宇宙中普遍存在的长程相互作用到现在看来依然扑朔迷离（比如万有引力总是负的即引力，很奇怪，无法解释宇宙膨胀，而宇宙中总会聚集高密度的物质而形成恒星和黑洞），而这也构成了人类关于万有引力的另一些问题。回到这里，在万有引力的框架下，人类首先大体理解了宇宙的一小部分如太阳系的稳定结构（首先确定日心说）。但以往的观测早就发现太阳系仅仅是更大银河系中一个小小的星系（哥白尼、开普勒和牛顿的工作颠覆了中世纪封闭的小宇宙观念），如今人类已经积累了对银河系的探测以及更多的关于宇宙结构的观测结果，其中不仅发现了新的星体和结构，而且发现了更多更加不可思议的现象。

银河系

第一个就是光谱红移，这点总结成了所谓哈勃定律，催生了宇宙膨胀的解释，不仅颠覆了爱因斯坦宇宙方程的静态解观念，产生了所谓宇宙大爆炸的理论，而且90年代末超新星的观测结果发现这个膨胀还在加速进行。但无论如何，大爆炸理论勉强算是给宇宙的产生给了一个看起来不很靠谱的解释。但以该理论为基础人们就可以计算宇宙的寿命（138亿年）和推测宇宙可观测的尺度（930亿光年不含其他因素）。

1960年前后天文学家发现有些星系超常的旋转运动，根据对观测星体的质量分析，这个超快的旋转所产生的离心力远远超过万有引力的大小；不仅如此天文学家还用X射线望远镜发现了幽灵般的星云，而且发现本来被遮挡的恒星竟然可以绕过遮挡物被测到，似乎是一些神秘的物体让光线发生了弯曲（引力透镜），为了数理逻辑上的自洽，对这些观测结果的思考又产生了暗物质，而对宇宙加速膨胀的思考又产生了暗能量的概念，目前理论公认的物质组成为：4.9%的普通物质，26.8%的暗物质和68.3%的暗能量，宇宙由这些暗物质和普通物质共同组成了宇宙的网络结构，至此宇宙的图像好像目前看起来非常完美！

但就这个总体上看起来不怎么靠谱的宇宙大爆炸起源解释，竟然还找到了另一个靠谱的证据：宇宙的背景辐射。现在宇宙的背景辐射已经可以绘制出一份关于宇宙物质结构分布的间接图像，而这个图像一经产生，又让人类产生了新的迷惑，原来宇宙中物质的分布并不是均匀的（群聚分布），也就是并非各向同性和均匀的。这个结果给人类的认知造成了更大的麻烦，为什么宇宙各向异性？宇宙中物质的不对称分布本身又称为一个不可理解的问题！

微波背景辐射

宇宙的这种不可思议的不均匀和各向异性又让人类产生了新的疑问，难道那些看起来不均匀的暗的地方（背景辐射弱的区域）是充满了所谓的暗物质，所以宇宙整体应该是均匀对称的！但什么是暗物质，什么又是暗能量？当然这里面还有数理推论的多维宇宙理论（那个理论本身就很玄，就叫弦论）和多重宇宙以及平行宇宙的更多让人感到玄乎的理论，这些东西搅和在一起让人类对宇宙的认识更加迷惑不解，当然这些听起来神乎其神的理论都有高大上的数学物理基础，而关于宇宙这些更细致的东西也会有专门的问题去仔细介绍（比如高能射线的来源等等），这里的水很深，不是一般人可以轻易理解和渡越的。

所以只要你还是一个有眼睛能看星空、有脑袋在想世界的人，宇宙的这个问题就永远都是个谜，因为对人类来说地球已经很大，但相比宇宙只是其中的一粒尘埃，而人类存在的历史最多才300万年，比起宇宙的历史那简直就是一眨眼的时间，所以你总可以认为我们人类现在关于宇宙问题的答案都只能是宇宙一个片段上的看图说话，而我们存在的那个整体的宇宙到底是什么形象，我们也许有推测的权利，但没有判定对错的能力。

所以宇宙的构成，其实是一个无法一时半会儿能够给出满意答案的问题，因为随着人类认知的扩展，旧的问题还在不断产生着新的问题（比如暗能量在哪里，它到底是什么？宇宙开端的奇点是什么？宇宙超新星爆炸所释放的能量为什么远远大于核聚变所释放的能量？），而新的问题又不断刷新着对旧问题的认识，宇宙这个首要的问题其实牵扯到了人类对最基本概念：空间、时间、物质和能量的认知，这真不是个能够给出一个答案就能结题的问题！（科学杂志 原文 CHARLES SEIFE）