Deutsch-Chinesische Enzyklopädie, 德汉百科
宇宙是所有时间、空间与其包含的内容物所构成的统一体[8][9][10][11];它包含了行星、恒星、星系、星系际空间、次原子粒子以及所有的物质与能量,宇指空间,宙指时间。目前人类可观测到的宇宙,其距离大约为93 × 109光年(28.5 × 109秒差距)[2],最大为27,160百万秒差距;而整个宇宙的大小可能为无限大,但未有定论[12]。物理理论的发展与对宇宙的观察,引领着人类进行宇宙构成与演化的推论。
根据历史记载,人类曾经提出宇宙学、天体演化学与科学模型,解释人们对于宇宙的观察。最早的理论为地心说,由古希腊哲学家与印度哲学家所提出[13][14]。数世纪以来,逐渐精确的天文观察,引领尼古拉斯·哥白尼提出以太阳系为主的日心说,以及经约翰内斯·开普勒改良的椭圆轨道模型;最终艾萨克·牛顿的重力定律解释了前述的理论。后来观察方法逐渐改良,引领人类意识到太阳系位于数十亿恒星所形成的星系,称为银河系;随后更发现,银河系只是众多星系之一。在最大尺度范围上,人们假定星系的分布平均,且各星系在各个方向之间的距离皆相同,这代表着宇宙既没有边缘,也没有所谓的中心。透过星系分布与谱线的观察,产生了许多现代物理宇宙学的理论。20世纪前期,人们发现到星系具有系统性的红移现象,表明宇宙正在膨胀;借由宇宙微波背景辐射的观察,表明宇宙具有起源[15]。最后,1990年代后期的观察,发现宇宙的膨胀速率正在加快[16],显示有可能存在一股未知的巨大能量促使宇宙加速膨胀,称做暗能量。而宇宙的大多数质量则以一种未知的形式存在着,称做暗物质。
大爆炸理论是当前描述宇宙发展的宇宙学模型。目前主流模型,推测宇宙年龄为137.99±0.21 亿年。大爆炸产生了空间与时间,充满了定量的物质与能量;当宇宙开始膨胀时,物质与能量的密度也开始降低。在初期膨胀过后,宇宙开始大幅冷却,引发第一波次原子粒子的组成,稍后则合成为简单的原子。这些原始元素所组成的巨大星云,借由重力结合起来形成恒星[1][17]。
目前有各种假说正竞相描述著宇宙的终极命运。物理学家与哲学家仍不确定在大爆炸前是否存在任何事物;许多人拒绝推测与怀疑大爆炸之前的状态是否可侦测。目前也存在各种多重宇宙的说法,其中部分科学家认为可能存在着与现今宇宙相似的众多宇宙,而现今的宇宙只是其中之一[18][19]。
Das Universum (von lateinisch universus ‚gesamt‘), auch der Kosmos oder das Weltall genannt, ist die Gesamtheit von Raum, Zeit und aller Materie und Energie darin. Das beobachtbare Universum beschränkt sich hingegen auf die vorgefundene Anordnung aller Materie und Energie, angefangen bei den elementaren Teilchen bis hin zu den großräumigen Strukturen wie Galaxien und Galaxienhaufen.
Die Kosmologie, ein Teilgebiet sowohl der Physik als auch der gegenwärtigen Philosophie der Naturwissenschaften, befasst sich mit dem Studium des Universums und versucht Eigenschaften des Universums wie beispielsweise die Frage nach der Feinabstimmung der Naturkonstanten zu beantworten.
Die heute allgemein anerkannte Theorie zur Beschreibung der großräumigen Struktur des Universums ist das Standardmodell der Kosmologie. Sie beruht auf der allgemeinen Relativitätstheorie in Kombination mit astronomischen Beobachtungen. Auch die Quantenphysik hat wichtige Beiträge zum Verständnis speziell des frühen Universums der Zeit kurz nach dem Urknall geliefert, in dem die Dichte und Temperatur sehr hoch waren. Wahrscheinlich wird ein erweitertes Verständnis des Universums erst erreicht, wenn die Physik eine Theorie entwirft, die die allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenphysik vereint. Diese „Theory Of Everything“ oder auch Weltformel genannte Theorie der Quantengravitation soll die vier Grundkräfte der Physik einheitlich erklären.
宇宙(うちゅう)とは、以下のように定義される。
- コスモス。時間・空間内に秩序をもって存在する「こと」や「もの」の総体[1]。何らかの観点から見て、秩序をもつ完結した世界体系。
- 全ての時間と空間、およびそこに含まれるエネルギーと物質[1]。あらゆる物質や放射を包容する空間[2]。あらゆる物事(森羅万象)を含む全ての存在。
- ビッグバン理論等で統一的に説明されうる、現実的、現在的に我々が暮らすひとつの広大な世界。ユニバース。もしくはその外側に仮想されるユニバースの複合体全体。(「ユニバース」という語には「ひとつ」という意味が込められているが、最近では、宇宙について論じる時、3次元的につながった空間だけではなく、平行宇宙も含めて論じられることがある。複合的宇宙もしくは多元的宇宙という意味で「マルチバース」と呼ばれる。単一宇宙と区別して複合宇宙全体を指す場合には特に「オムニバース」ともいう。)
- 3次元空間的に繋がった広大な宇宙全体を指すこともある。[要検証 ]
- 宇宙空間。地球の地上約100km以上、上空の空間を指す便宜的な定義[注釈 1]。
The Universe (Latin: universus) is all of space and time[a] and their contents,[10] including planets, stars, galaxies, and all other forms of matter and energy. While the spatial size of the entire Universe is unknown,[3] it is possible to measure the size of the observable universe, which is currently estimated to be 93 billion light-years in diameter. In various multiverse hypotheses, a universe is one of many causally disconnected[11] constituent parts of a larger multiverse, which itself comprises all of space and time and its contents;[12] as a consequence, ‘the Universe’ and ‘the multiverse’ are synonymous in such theories.
The earliest cosmological models of the Universe were developed by ancient Greek and Indian philosophers and were geocentric, placing Earth at the center.[13][14] Over the centuries, more precise astronomical observations led Nicolaus Copernicus to develop the heliocentric model with the Sun at the center of the Solar System. In developing the law of universal gravitation, Isaac Newton built upon Copernicus' work as well as Johannes Kepler's laws of planetary motion and observations by Tycho Brahe.
Further observational improvements led to the realization that the Sun is one of hundreds of billions of stars in the Milky Way, which is one of at least hundreds of billions of galaxies in the Universe. Many of the stars in our galaxy have planets. At the largest scale, galaxies are distributed uniformly and the same in all directions, meaning that the Universe has neither an edge nor a center. At smaller scales, galaxies are distributed in clusters and superclusters which form immense filaments and voids in space, creating a vast foam-like structure.[15] Discoveries in the early 20th century have suggested that the Universe had a beginning and that space has been expanding since then,[16] and is currently still expanding at an increasing rate.[17]
The Big Bang theory is the prevailing cosmological description of the development of the Universe. Under this theory, space and time emerged together 13.799±0.021 billion years ago[2] and the energy and matter initially present have become less dense as the Universe expanded. After an initial accelerated expansion called the inflationary epoch at around 10−32 seconds, and the separation of the four known fundamental forces, the Universe gradually cooled and continued to expand, allowing the first subatomic particles and simple atoms to form. Dark matter gradually gathered, forming a foam-like structure of filaments and voids under the influence of gravity. Giant clouds of hydrogen and helium were gradually drawn to the places where dark matter was most dense, forming the first galaxies, stars, and everything else seen today. It is possible to see objects that are now further away than 13.799 billion light-years because space itself has expanded, and it is still expanding today. This means that objects which are now up to 46.5 billion light-years away can still be seen in their distant past, because in the past, when their light was emitted, they were much closer to Earth.
From studying the movement of galaxies, it has been discovered that the universe contains much more matter than is accounted for by visible objects; stars, galaxies, nebulas and interstellar gas. This unseen matter is known as dark matter[18] (dark means that there is a wide range of strong indirect evidence that it exists, but we have not yet detected it directly). The ΛCDM model is the most widely accepted model of our universe. It suggests that about 69.2%±1.2% [2015] of the mass and energy in the universe is a cosmological constant (or, in extensions to ΛCDM, other forms of dark energy, such as a scalar field) which is responsible for the current expansion of space, and about 25.8%±1.1% [2015] is dark matter.[19] Ordinary ('baryonic') matter is therefore only 4.84%±0.1% [2015] of the physical universe.[19] Stars, planets, and visible gas clouds only form about 6% of ordinary matter, or about 0.29% of the entire universe.[20]
There are many competing hypotheses about the ultimate fate of the universe and about what, if anything, preceded the Big Bang, while other physicists and philosophers refuse to speculate, doubting that information about prior states will ever be accessible. Some physicists have suggested various multiverse hypotheses, in which our universe might be one among many universes that likewise exist.[3][21][22]
L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe, régi par un certain nombre de lois.
La cosmologie cherche à appréhender l'Univers d'un point de vue scientifique, comme l'ensemble de la matière distribuée dans l'espace-temps. Pour sa part, la cosmogonie vise à établir une théorie de la création de l'Univers sur des bases philosophiques ou religieuses. La différence entre ces deux définitions n'empêche pas nombre de physiciens d'avoir une conception finaliste de l'Univers (voir à ce sujet le principe anthropique).
Si l'on veut faire correspondre le mouvement des galaxies avec les lois physiques telles qu'on les conçoit actuellement, on peut considérer que l'on n'accède par l'expérience qu'à une faible partie de la matière de l'Univers1, le reste se composant de matière noire. Par ailleurs, pour expliquer l'accélération de l'expansion de l'Univers, il faut également introduire le concept d'énergie sombre. Plusieurs modèles alternatifs ont été proposés pour faire correspondre les équations et nos observations en prenant d'autres approches.
L'Universo è comunemente definito come il complesso che contiene tutto lo spazio e ciò che contiene,[1][2][3][4] cioè la materia e l'energia, i pianeti, le stelle, le galassie e il contenuto dello spazio intergalattico.[5][6]
L'osservazione scientifica dell'Universo, la cui parte osservabile ha un diametro di circa 92 miliardi di anni luce,[7] suggerisce che l'Universo sia stato governato dalle stesse leggi e costanti fisiche per la maggior parte della sua storia e in tutta la sua estensione osservabile, e permette inferenze sulle sue fasi iniziali. La teoria del Big Bang è il più accreditato modello cosmologico che descrive la nascita dell'Universo; si calcola che il Big Bang sia avvenuto circa 13,798 ± 0,037 miliardi di anni fa.[8]
La massima distanza teoricamente osservabile è contenuta nell'universo osservabile. Osservazioni di supernovae hanno dimostrato che l'Universo, almeno nella regione contenente l'universo osservabile, sembra espandersi a un ritmo crescente, e una serie di modelli sono sorti per prevederne il destino finale. I fisici sono incerti su che cosa abbia preceduto il Big Bang; molti si rifiutano di speculare, dubitando che si potranno mai trovare informazioni relative allo stato originario. Alcuni propongono modelli di universo ciclico, altri descrivono uno stato iniziale senza confini, da cui è emerso e si è espanso lo spaziotempo al momento del Big Bang.[9]
Alcune speculazioni teoriche sul multiverso di cosmologi e fisici ipotizzano che il nostro universo sia solo uno tra i molti che possono esistere.[10][11]
El universo es la totalidad del espacio y del tiempo, de todas las formas de la materia, la energía, el impulso, las leyes y constantes físicas que las gobiernan. Sin embargo, el término también se utiliza en sentidos contextuales ligeramente diferentes y alude a conceptos como cosmos, mundo o naturaleza.1 Su estudio, en las mayores escalas, es el objeto de la cosmología, disciplina basada en la astronomía y la física, en la cual se describen todos los aspectos de este universo con sus fenómenos.
La ciencia modeliza el universo como un sistema cerrado que contiene energía y materia adscritas al espacio-tiempo y que se rige fundamentalmente por principios causales. Basándose en observaciones del universo observable, los físicos intentan describir el continuo espacio-tiempo en el que nos encontramos, junto con toda la materia y energía existentes en él.
Los experimentos sugieren que el universo se ha regido por las mismas leyes físicas, constantes a lo largo de su extensión e historia. Es homogéneo e isotrópico. La fuerza dominante en distancias cósmicas es la gravedad, y la relatividad general es actualmente la teoría más exacta para describirla. Las otras tres fuerzas fundamentales, y las partículas en las que actúan, son descritas por el modelo estándar.
El universo tiene por lo menos tres dimensiones de espacio y una de tiempo, aunque experimentalmente no se pueden descartar dimensiones adicionales. El espacio-tiempo parece estar conectado de forma sencilla, y el espacio tiene una curvatura media muy pequeña o incluso nula, de manera que la geometría euclidiana es, como norma general, exacta en todo el universo.
La teoría actualmente más aceptada sobre la formación del universo, fue teorizada por el canónigo belga Lemaître, a partir de las ecuaciones de Albert Einstein. Lemaitre concluyó (en oposición a lo que pensaba Einstein), que el universo no era estacionario, que el universo tenía un origen. Es el modelo del Big Bang, que describe la expansión del espacio-tiempo a partir de una singularidad espaciotemporal. El universo experimentó un rápido periodo de inflación cósmica que arrasó todas las irregularidades iniciales. A partir de entonces el universo se expandió y se convirtió en estable, más frío y menos denso. Las variaciones menores en la distribución de la masa dieron como resultado la segregación fractal en porciones, que se encuentran en el universo actual como cúmulos de galaxias.
Las observaciones astronómicas indican que el universo tiene una edad de 13 799±21 millones de años (entre 13 778 y 13 820 millones de años con un intervalo de confianza del 68%) y por lo menos 93 000 millones de años luz de extensión.2
Debido a que, según la teoría de la relatividad especial, la materia no puede moverse a una velocidad superior a la velocidad de la luz, puede parecer paradójico que dos objetos del universo puedan haberse separado 93 000 millones de años luz en un tiempo de únicamente 13 000 millones de años; sin embargo, esta separación no entra en conflicto con la teoría de la relatividad general, ya que esta solo afecta al movimiento en el espacio, pero no al espacio mismo, que puede extenderse a un ritmo superior, no limitado por la velocidad de la luz. Por lo tanto, dos galaxias pueden separarse una de la otra más rápidamente que la velocidad de la luz si es el espacio entre ellas el que se dilata.
Observaciones recientes han demostrado que esta expansión se está acelerando, y que la mayor parte de la materia y la energía en el universo son las denominadas materia oscura y energía oscura, la materia ordinaria (bariónica), solo representaría algo más del 5 % del total.3
Las mediciones sobre la distribución espacial y el desplazamiento hacia el rojo (redshift) de galaxias distantes, la radiación cósmica de fondo de microondas, y los porcentajes relativos de los elementos químicos más ligeros, apoyan la teoría de la expansión del espacio, y más en general, la teoría del Big Bang, que propone que el universo en sí se creó en un momento específico en el pasado.
En cuanto a su destino final, las pruebas actuales parecen apoyar las teorías de la expansión permanente del universo (Big Freeze o Big Rip, Gran Desgarro), que nos indica que la expansión misma del espacio, provocará que llegará un punto en que los átomos mismos se separarán en partículas subatómicas. Otros futuros posibles que se barajaron, especulaban que la materia oscura podría ejercer la fuerza de gravedad suficiente para detener la expansión y hacer que toda la materia se comprima nuevamente; algo a lo que los científicos denominan el Big Crunch o la Gran Implosión, pero las últimas observaciones van en la dirección del gran desgarro.
Вселе́нная — не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии[комм. 1]. Оно делится на две принципиально отличающиеся сущности: умозрительную (философскую) и материальную, доступную наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем. Если автор различает эти сущности, то, следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления).
В историческом плане для обозначения «всего пространства» использовались различные слова, включая эквиваленты и варианты из различных языков, такие как «космос», «мир»[1], «небесная сфера». Использовался также термин «макрокосмос»[2], хотя он предназначен для определения систем большого масштаба, включая их подсистемы и части. Аналогично, слово «микрокосмос» используется для обозначения систем малого масштаба.
Любое исследование, любое наблюдение, будь то наблюдение физика за тем, как раскалывается ядро атома, ребёнка за кошкой или астронома, ведущего наблюдения за отдалённой галактикой, — всё это наблюдение за Вселенной, вернее, за отдельными её частями. Эти части служат предметом изучения отдельных наук, а Вселенной в максимально больших масштабах, и даже Вселенной как единым целым занимаются астрономия и космология; при этом под Вселенной понимается или область мира, охваченная наблюдениями и космическими экспериментами, или объект космологических экстраполяций — физическая Вселенная как целое[3].
Предметом статьи являются знания о наблюдаемой Вселенной как о едином целом: наблюдения
, их теоретическая интерпретация и история становления .Среди однозначно интерпретируемых фактов относительно свойств Вселенной приведём здесь следующие:
Самый распространённый элемент — водород. | Расширение Вселенной с хорошей точностью линейно до z ~ 0,1. | Реликтовый фон флуктуирует на масштабах четвёртого порядка малости. |
Температура реликтового фона зависит от z. | Наличие Lα-леса в спектрах далёких объектов (квазаров) с z > 6. | Наличие сильной неоднородности в распределении галактик на масштабах < 100 Мпк. |
В основу теоретических объясненийкосмологический принцип, суть которого в том, что наблюдатели, независимо от места и направления наблюдения, в среднем обнаруживают одну и ту же картину. Сами теории стремятся объяснить и описать происхождение химических элементов , ход развития и причину расширения , возникновение крупномасштабной структуры .
и описаний этих явлений положенПервый значительный толчок в сторону современных представлений о Вселенной совершил Коперник.
Второй по величине вклад внесли Кеплер и Ньютон. Но поистине революционные изменения в наших представлениях о Вселенной произошли лишь в XX веке.
(Quelle:http://www.astris.de/astronomie/uranus.html)
天王星是太阳系的第七颗行星,在太阳系中,它的体积位居第三。按离太阳由近及远的次序为第七颗,距太阳约29亿千米。1781年为F.w.赫歇耳所发现。 天王星的赤道半径约25,900公里;天王星赤道直径51800公里,公转周期为84.01个地球年。它与太阳的平均距离为2.87亿公里,体积约为地球 的65倍,在九大行星中仅次于木星和土星。天王星的大气层中83%是氢,15%为氦,2%为甲烷以及少量的乙炔和碳氢化合物。上层大气层的甲烷 吸收红光,使天王星呈现蓝绿色。大气在固定纬度集结成云层,类似于木星和土星在纬线上鲜艳的条状色带。由于天王星的自转,星体中纬度有风。风速大约是每秒 40-160米。经无线电科学测试,发现在赤道附近有大约每秒一百米的逆风。海王星云层的平均温度为零下193摄氏度。直径为5万多千米,是地球的4倍。 质量为8.742e28克,相当于地球质量的14.63倍。密度较小,只有1.24克/立方厘米,为海王星密度值的74.7%。因此,它虽然比海王星大, 质量却只有海王星质量的85%。在太阳系九大行星中,它的质量仅次于木星,土星和海王星,占第四位。天王星有15颗卫星,11条光环。天王星于1781年 3月13日由英国天文学家威廉.赫歇尔发现。
在古老的希腊神话中,天王星被看作是第一位统治整个宇宙的天神--乌刺诺斯。他与地母该亚结合,生下了后来的天神,是他费尽心机将混沌的宇宙规划得和谐有序。
Nr. | Name | vorl. Bez. | a | e | i | T | D | M | entdeckt |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
I | Ariel | 191.020 | 0,001 | 0,04 | 2,5203 | 1158 | 1,35 × 1021 | 1851 | |
II | Umbriel | 266.300 | 0,004 | 0,13 | 4,1442 | 1169 | 1,17 × 1021 | 1851 | |
III | Titania | 436.300 | 0,002 | 0,08 | 8,7059 | 1578 | 3,52 × 1021 | 1787 | |
IV | Oberon | 583.519 | 0,002 | 0,07 | 13,4632 | 1523 | 3,01 × 1021 | 1787 | |
V | Miranda | 129.872 | 0,001 | 4,34 | 1,4135 | 472 | 6,59 × 1019 | 1948 | |
VI | Cordelia | S/1986 U 7 | 49.752 | 0,000 | 0,09 | 0,3350 | 26 | 1,2 × 1016 | 1986 |
VII | Ophelia | S/1986 U 8 | 53.764 | 0,000 | 0,10 | 0,3764 | 30 | 1,8 × 1016 | 1986 |
VIII | Bianca | S/1986 U 9 | 59.165 | 0,000 | 0,19 | 0,4346 | 42 | 5,0 × 1016 | 1986 |
IX | Cressida | S/1986 U 3 | 61.767 | 0,000 | 0,04 | 0,4636 | 80 | 3,5 × 1017 | 1986 |
X | Desdemona | S/1986 U 6 | 62.659 | 0,000 | 0,11 | 0,4737 | 64 | 1,8 × 1017 | 1986 |
XI | Juliet | S/1986 U 2 | 64.358 | 0,000 | 0,06 | 0,4931 | 93 | 5,6 × 1017 | 1986 |
XII | Portia | S/1986 U 1 | 66.097 | 0,000 | 0,06 | 0,5132 | 135 | 1,7 × 1018 | 1986 |
XIII | Rosalind | S/1986 U 4 | 69.927 | 0,000 | 0,28 | 0,5585 | 72 | 2,54 × 1017 | 1986 |
XIV | Belinda | S/1986 U 5 | 75.255 | 0,000 | 0,03 | 0,6235 | 81 | 3,57 × 1017 | 1986 |
XV | Puck | S/1985 U 1 | 86.004 | 0,000 | 0,32 | 0,7618 | 162 | 2,89 × 1018 | 1985 |
XVI | Caliban | S/1997 U 1 | 7.231.000 | 0,159 | 140,90 | 579,73 | 72 | 7,4 × 1017 | 1997 |
XVII | Sycorax | S/1997 U 2 | 12.179.000 | 0,522 | 159,40 | 1.288,28 | 150 | 5,4 × 1018 | 1997 |
XVIII | Prospero | S/1999 U 3 | 16.243.000 | 0,445 | 151,97 | 1.977,29 | 30 | 2,1 × 1016 | 1999 |
XIX | Setebos | S/1999 U 1 | 17.501.000 | 0,591 | 158,20 | 2.234,77 | 24 | 2,1 × 1016 | 1999 |
XX | Stephano | S/1999 U 2 | 8.002.000 | 0,229 | 144,10 | 676,5 | 32 | 6,0 × 1015 | 1999 |
XXI | Trinculo | S/2001 U 1 | 8.571.000 | 0,208 | 167,00 | 758,1 | 18 | 7,5 × 1014 | 2001 |
XXII | Francisco | S/2001 U 3 | 4.276.000 | 0,146 | 145,20 | 266,56 | 22 | 1,4 × 1015 | 2001 |
XXIII | Margaret | S/2003 U 3 | 14.345.000 | 0,661 | 56,60 | 1.687,01 | 20 | 1,0 × 1015 | 2003 |
XXIV | Ferdinand | S/2001 U 2 | 20.901.000 | 0,368 | 169,80 | 2.887,21 | 20 | 1,3 × 1015 | 2001 |
XXV | Perdita | S/1986 U 10 | 76.420 | 0,000 | 0,03 | 0,6380 | 80 | 4,0 × 1017 | 1986 |
XXVI | Mab | S/2003 U 1 | 97.730 | 0,000 | ≈ 0,0 | 0,923 | 24 | 4,0 × 1015 | 2003 |
XXVII | Cupid | S/2003 U 2 | 74.800 | 0,000 | ≈ 0,0 | 0,618 | 12 | 1,2 × 1015 | 2003 |
大爆炸(英语:Big Bang),是描述宇宙的起源与演化的宇宙学模型,这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持[1][2][3]。
宇宙学中通常所说的"大爆炸"是指:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的。根据2015年普朗克卫星所得到的最佳观测结果,宇宙大爆炸距今137.99 ± 0.21亿年[4],并经过不断的膨胀到达今天的状态。[5] 大爆炸这一模型的框架基于爱因斯坦的广义相对论,又在场方程的求解上作出了一定的简化(例如宇宙学原理假设空间的均匀性和各向同性)。[5]1922年,苏联物理学家亚历山大·弗里德曼用广义相对论描述了流体,从而给出了这一模型的场方程。1927年,比利时物理学家乔治·勒梅特通过求解弗里德曼方程已经在理论上提出了同样的观点,这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。1929年,美国物理学家爱德温·哈勃透过观测发现,从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移,从而推导出宇宙膨胀的观点。哈勃的观测表明,所有遥远的星系和星系团在视线速度上都在远离我们这一观察点,并且距离越远退行视速度越大[6]。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大,则说明它们在过去曾经距离很近。从这一观点物理学家进一步推测:在过去宇宙曾经处于一个密度极高且温度极高的状态[7][8][9],大型粒子加速器在类似条件下所进行的实验结果则有力地支持了这一理论。然而,由于当前技术原因,粒子加速器所能达到的高能范围还十分有限,因而到目前为止,还没有证据能够直接或间接描述膨胀初始的极短时间内的宇宙状态。从而,大爆炸理论还无法对宇宙的初始状态作出任何描述和解释,事实上它所能描述并解释的是宇宙在初始状态之后的演化图景。当前所观测到的宇宙中氢元素的丰度,和理论所预言的宇宙早期快速膨胀并冷却过程中,最初的几分钟内通过核反应所形成的这些元素的理论丰度值非常接近,定性并定量描述宇宙早期形成的氢元素丰度的理论被称作太初核合成。
大爆炸一词首先是由英国天文学家弗雷德·霍伊尔所采用的。霍伊尔是与大爆炸对立的宇宙学模型——稳态理论的倡导者,他在1949年3月英国广播公司的一次广播节目中将勒梅特等人的理论称作“这个大爆炸的观点”。虽然有很多通俗轶事记录霍伊尔这样讲是出于讽刺,但霍伊尔本人明确否认了这一点,他声称这只是为了着重说明这两个模型的显著不同之处[10][11][12]。霍伊尔后来为恒星核合成的研究做出了重要贡献,这是恒星内部通过核反应利用氢元素制造出某些重元素的途径。1964年发现的宇宙微波背景是支持大爆炸确实发生的重要证据,特别是当测得其频谱从而绘制出它的黑体辐射曲线之后,大多数科学家都开始相信大爆炸理论了。
Als Urknall (englisch Big Bang) bezeichnet man die Prozesse unmittelbar nach der Entstehung von Materie, Raum und Zeit, also den Beginn des Universums. Dem Standardmodell der Kosmologie zufolge ereignete sich dies vor etwa 13,8 Milliarden Jahren.
„Urknall“ bezeichnet keine Explosion in einem bestehenden Raum, sondern die gemeinsame Entstehung von Materie, Raum und Zeit aus einer ursprünglichen Singularität (Creatio ex nihilo). Diese ergibt sich formal, indem man die Entwicklung des expandierenden Universums zeitlich rückwärts bis zu dem Punkt betrachtet, an dem die Materie- und Energiedichte unendlich werden (Extrapolation). Demnach müsste noch kurz nach dem Urknall die Dichte des Universums die Planck-Dichte übertroffen haben.
Für die Beschreibung dieses Zustandes ist die Allgemeine Relativitätstheorie unzureichend; es wird jedoch erwartet, dass eine noch zu entwickelnde Theorie der Quantengravitation dies leisten wird. Daher gibt es in der heutigen Physik keine allgemein akzeptierte Beschreibung des sehr frühen Universums, des Urknalls selbst oder einer Zeit vor dem Urknall (siehe Weitergehende Modelle).
Urknalltheorien beschreiben nicht den Urknall selbst, sondern das frühe Universum in seiner zeitlichen Entwicklung nach dem Urknall: von einem Zeitpunkt mehr als eine Planck-Zeit (etwa 10−43 Sekunden) nach dem Urknall bis etwa 300.000 bis 400.000 Jahre später, als sich stabile Atome bilden konnten und das Universum durchsichtig wurde. Die weitere Entwicklung wird nicht mehr zum Bereich des Urknalls gezählt.