一秒钟的最早部分

20世纪70年代的天文学家对早期宇宙的理解有困难。当他们用射电望远镜探测深度空间时，他们发现了微弱的微波背景辐射。

微波信号密度的变化被解释为宇宙早期物质密度的变化。令人惊讶的是，辐射的背景光在各个方向上都是均匀的。这似乎不合理，科学家们希望找到不同密度和温度的空间区域，因为这些区域似乎相距太远，无法共同进化。

美国物理学家艾伦·古斯在1980年提出了一个解释。他的理论是，在大爆炸之后的一小段时间里，宇宙经历了极其迅速的膨胀。在一瞬间，它的体积增加了10^78倍(10后面跟78个0)。几乎就在那一刻，宇宙稍稍降温，被称为“暴涨”的事件结束了。

暴涨模型解释了为什么宇宙在各个方向上都是一致的：在暴涨之前，宇宙中的一切都是一起进化的。它还有其他惊人的含义：我们所能看到的太空部分，一定只是一个我们无法直接探测到的浩瀚宇宙中的一小块。

大爆炸后0.001秒至3分钟

随着暴涨，冷却但仍然无法想象的热宇宙经历了相变。基本粒子是由一种叫做夸克-胶子等离子体的物质形成的。

大爆炸后的千分之一秒，大量的物质和反物质相互湮灭(留下今天宇宙中存在的物质)。在三分钟内，宇宙的温度下降到大约十亿度，原子可以开始形成，从最简单的元素开始：氢和氦。

早期宇宙的夸克-胶子等离子体仍然是理论性的，但也被认为是有可能的，这主要归功于一种叫做量子色动力学的理论的加入。美国物理学家默里·盖尔曼是最早提出这一理论的人之一。

基本的核粒子——质子和中子——被认为是由更基本的叫做“夸克”的粒子组成的，这些粒子除了在非常高的温度下运行外，从来没有单独存在过，就像大爆炸后的高温一样。物理学家正试图在地球上重新创造等离子体，这被认为是组成早期宇宙的物质，他们使用粒子加速器以高能粉碎亚原子粒子。

大爆炸后3分钟到379000年

在这一时期，早期的宇宙是炎热和不透明的。从大爆炸后大约379000年开始，宇宙冷却到足以让光从物质中分离出来，自由地传播。简而言之，宇宙变得透明。这张照片显示了UDFy-38135539星系，这是迄今为止发现的最古老和最早的星系之一，它出现在宇宙大爆炸后的大约4.8亿年。

大爆炸后的1.5亿到10亿年

20世纪60年代，荷兰天文学家马腾·施密特发现了一些奇怪的深空天体，它们在射电波长上非常明亮，他称之为“准恒星射电源”。

美国天体物理学家邱洪仪将这种现象命名为“类星体”。类星体是在20世纪50年代被一种叫做射电望远镜的大型地球天线接收到的。当施密特通过研究类星体光谱的红移来测量类星体的距离时，他发现了惊人的发现。这些天体距离地球数十亿光年，因此要想在地球上被探测到，它们必须非常明亮。

后来的研究表明，神秘的类星体是活跃的星系，它们在宇宙的早期形成。引力坍缩导致物质结合，最终形成质量相当于数十亿个太阳的巨大黑洞。

一个黑洞位于类星体的中心，收集物质并将其加热，使之成为高温等离子体，该高温等离子体可以被喷入接近光速的巨大射流中。这种光可以脱离物质而自由地传播。简而言之，宇宙变得透明。

这张照片显示了UDFy-38135539星系的想象图。

大爆炸后90亿年

当宇宙只有3亿岁大的时候，形成了最早的恒星。它们是短暂的、超大质量的，主要由氢和氦组成，不含金属。

这些最初的恒星爆炸成超新星，并从早期太阳的残骸中产生了一代又一代的恒星。对太阳光谱的分析表明，太阳含有丰富的金属元素，因此只有经过几代恒星才能被创造出来。

太阳的能量源是一个谜，直到德国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦在1905年指出，物质可以转化为能量，表达出来就是著名的公式E = mc2。1920年，英国天体物理学家阿瑟·爱丁顿爵士提出，太阳可能由一个核聚变反应堆提供动力，通过将氢转化为氦来产生热量和光能。

对来自太阳和其他恒星的光谱的研究证实了核聚变过程创造了构成我们世界的原子元素。

当今宇宙

科学家们对我们宇宙的起源、历史和自然做出了令人印象深刻的描绘。然而，我们并不是什么都知道。许多悬而未决的问题仍然存在于物理学和宇宙学领域，等待我们去解决。