任务

　　现代宇宙学的任务是探索比星系更高的宇宙层次，研究观测所及的大尺度宇宙的时空特性、物质及其运动规律。

探索

　　现代宇宙学的探索始于人类对宇宙起源和演化的深刻好奇。20世纪以来，随着科学技术的飞速发展，天文学家们建立了多种宇宙模型，主要分为两大派别：稳恒态宇宙模型和演化态宇宙模型。前者认为宇宙在大尺度上的物质分布和物理性质是不随时间变化的，而后者则认为宇宙在不断演化。

　　在众多宇宙模型中，热大爆炸宇宙学说目前影响较大。该学说认为，大约在150亿年前，宇宙从一个致密炽热的奇点开始发生热大爆炸，随后迅速膨胀，逐渐形成了我们今日所见的宇宙。这一理论得到了星系红移现象和哈勃定律的支持，表明宇宙仍在膨胀之中。

　　此外，20世纪60年代发现的微波背景辐射也为大爆炸宇宙学提供了有力证据。这种辐射在天空中是各向同性的，温度约为2.7K，与理论预言的热大爆炸遗留下的余热相符。

　　现代宇宙学的任务是利用现代物理学对观测到的宇宙现象给予科学解释。它涉及恒星、星系和元素的起源与演化等多个基础理论问题。天文学家们通过观测和理论研究，努力揭示宇宙的结构、运动和演化规律。

　　在众多的宇宙模型中，影响较大的是热大爆炸宇宙学说。这场爆炸后，形成迅速的膨胀，逐渐形成了我们今日可见的宇宙。这就是说，不仅宇宙间的万物在演化，大尺度的宇宙本身也是演化的主体。

　　大爆炸宇宙学认为，大约在150亿年前，在一个致密炽热的奇点发生了惊人的热大爆炸。这就告诉我们，不仅宇宙间的万物在演化，大尺度的宇宙本身也是演化的主体。

　　有关星系的红移现象和哈勃定律等，都支持了宇宙还在膨胀之中的论点。

　　20世纪60年代天文学中的四大发现之一的微波背景辐射认为，星空背景普遍存在着2.7K微波背景辐射，这种辐射在天空中是各向同性的。这同由理论预言的热大爆炸遗留下的余热相符，有利地支持了大爆炸宇宙学的观点。

　　现代宇宙学的发展经历了三个重要的阶段。首先，在20世纪20至40年代，天文学家哈勃发现了宇宙中遥远天体的整体退行现象，这意味着它们正在远离我们。这一发现为伽莫夫建立热大爆炸宇宙学的基本框架奠定了基础。

　　其次，在1964年，两位美国工程师意外发现了宇宙大爆炸遗留下来的原始火球，即微波背景辐射。其冷却温度（3K）与伽莫夫的理论预言相符。这一重大发现不仅证实了大爆炸理论，还荣获了1978年的诺贝尔物理学奖。

　　最后，在1998年，科学家们首次确定了宇宙的组成：40%的物质和60%的“黑色”能量。在这些物质中，只有5%是我们熟悉的“普通”物质，而剩下的35%则是不可见的“暗物质”。这一发现标志着现代宇宙学的第三次辉煌。

　　大爆炸宇宙学的提出建立在三大天文观测之上：宇宙天体的彼此膨胀，高度各向同性的微波背景辐射和构成宇宙万物的原始物质丰度。

　　第一大佐证是宇宙天体的彼此膨胀。这一发现支持了宇宙在不断膨胀的观点。

　　第二大佐证是高度各向同性的微波背景辐射。1965年，阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊意外发现了这种辐射，它在各个方向上几乎均匀分布，温度约为2.7开尔文。这种辐射被认为是大爆炸后约38万年时，宇宙冷却到足以使电子和质子结合形成中性氢原子时释放出来的光子。

　　第三大佐证是构成宇宙万物的原始物质丰度。根据大爆炸理论，宇宙初期温度极高，随着宇宙膨胀和冷却，质子和中子结合形成了轻元素，主要是氢和氦。现代观测显示，宇宙中氢和氦的比例约为75%和25%，这与大爆炸核合成模型的预测相符。此外，还存在微量的锂和其他轻元素，这也为大爆炸理论提供了进一步的支持。