“大爆炸”：至朴
现代科学认为，宇宙最初涌现之时，大量能量和物质近乎无限密实地聚拢在一起，根本无以区分开来。这是我们只可能在想象中才能得见的一个至朴至元的体系，因为那时的物质和能量是一致的，也根本没有什么程度的复杂存在可言。但从那一刻起，整个宇宙在一种尚不为人知的力的驱动下开始迅速膨胀，直至今日还没有停下来。这一初发的原始事件被称作“大爆炸”，其实这个词是1949年3月英国天文学家弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle）在英国广播公司（BBC）的一次访谈中造出来的。而且霍伊尔在使用这个词时不无揶揄的口吻，因为他很怀疑这样一种宇宙诞生的图景。“大爆炸”观念本身虽发端于传统创世神话，但现在差不多整个天文学界都将其视为宇宙诞生最有可能的一种图景。那么为什么现代科学家都会这样认为呢？
“大爆炸”宇宙起源说有三重彼此独立的观测证据。首先也是最重要的证据是天空中部分天体的图景，据信这些图景足以说明距地球非常遥远的多个星系的现状。虽然上述不少相关图景被解读为不过是局部或地方的某种变异，但多个实例加到一起还是能够得到一个总体图景，即星体的形象越是小且昏暗不清——说明光线穿越了更长的距离才到达地球——其发生所谓“红移”（red shift）的现象就越频繁。这里最核心的要点是：这种光线包含一种由特殊化学元素发出的辐射谱线，只不过这种谱线比在地球上静态观察到的波段要长一些。这一朝更长波段（因此趋向红光）偏移的现象据说是一种天空中的多普勒效应。造成这种多普勒现象的原因在于：移动源体发出的光线或声音，其波段在远离观察之时似乎会变长。因此，来自不同星系光线的红移现象说明：至少在辐射光线发出时，这些星系正在远离地球，而且星际物体远离地球的速度越快，红移量也就越大。
科学家们发现，在星系形象的光度与其红移之间存在着明显的对应关系：星系的形象越小、越微弱，其红移量也越大。这一强有力的证据说明，所有这些星系不仅在远离地球，星系彼此之间的距离也在加大。因为天文学家只能凭星系的形象确定宇宙中的空间关系，所以结论也是不可避免的，即从红移的数据一路追溯回去，整个宇宙一定在向外膨胀。如果此说成立的话，那么在宇宙史的早期，宇宙一定比现在小得多。因为宇宙学家没有任何证据证明宇宙的膨胀曾经停滞过甚或出现过逆转，所以必然要接受以下结论：在宇宙史最初的一刹那，物质和能量一定是以某种致密的方式聚拢在一起。突然间，这个所谓的奇点爆炸了，爆炸的这一刻被称为“大爆炸”，而“大爆炸”就是我们今天所知的时空的开端。科学家们结合星系发光穿过的大致距离与红移量的状况，就可以估算出宇宙膨胀的速度并由此确定宇宙的年龄。根据目前最可靠的估算，宇宙自“大爆炸”至今已经历了大约138亿年的时间。
第二重数据主要包括宇宙背景辐射（cosmic background radiation），在整个天空所有的地方都能观测到。科学家们由此可追溯到宇宙大约38万岁时的情境。那时候，整个宇宙应该呈现中性，因为大部分带电粒子——带正电的质子和氦核，以及带负电荷的电子——组合成中性原子，在此过程中，彼此所带的电荷相互抵消了。因此之故，此时的光在早期宇宙间基本畅行无阻，因为宇宙中不再有散布在各处的带电粒子。在这一过渡时期，宇宙的温度大约为3,000K（K为绝对温标），造成了相当均匀的热辐射。由于宇宙后来还在不断膨胀，如今这一热辐射的温度已经下降到只有很少几K。这正好与观测到的约2.7 K相吻合。虽然这一数据并不直接支撑宇宙“大爆炸”的图景，但却与此图景非常吻合。
第三重观察数据有关宇宙丰度即其物质构成成分的测定。宇宙学家由此断言：宇宙中所有发光物质有70%是氢元素，27%为氦元素，而所有其他化学元素——包括人本身的构成要素——加起来不过几个百分点。这一有关物质构成成分百分比的观测结果与炽热至密并迅速膨胀的宇宙的理论测算近乎完全一致。换言之，现有理论预测出来的有关早期宇宙该产出的氢、氦比例与基于观测数据推理得到的结果是一致的。在过去的数十年间，科学家们对这类数据进行了大量的开采和提炼，其结果正如本书下文简要的宇宙史概述：我们所能“观察到”的宇宙起源于138亿年前，宇宙从此一直在不断膨胀。
