宇宙學是天文學的一個分支，涉及宇宙的起源和演變，從宇宙大爆炸到今天，直至未來。根據(jù)美國國家航空航天局(NASA)的定義，宇宙學是對宇宙整體大尺度特性的科學研究。

宇宙學家困惑于弦理論、暗物質(zhì)和暗能量等奇異的概念，以及究竟是一個宇宙還是多個宇宙(有時稱為多重宇宙)。天文學的其他方面研究的是單個天體和現(xiàn)象或天體集合，而宇宙學研究的是整個宇宙從誕生到死亡的全過程，每個階段都充滿了奧秘。

一、關于宇宙學

20 世紀初，人們對浩瀚宇宙的理解有了進一步的認識。愛因斯坦在他的《廣義相對論》中提出了空間與時間的統(tǒng)一。20 世紀初，科學家們還在爭論銀河系是否包含了整個宇宙，或者它只是眾多恒星的集合之一。

據(jù)《科學美國人》報道，埃德溫-哈勃計算了天空中一個模糊的云霧狀物體的距離，確定它位于銀河系之外，證明我們的銀河系只是浩瀚宇宙中的一滴水。哈勃利用廣義相對論奠定了這一框架，并測量了其他星系，確定它們正急速遠離我們，從而得出結論：宇宙不是靜止的，而是在不斷膨脹的。

近幾十年來，宇宙學家斯蒂芬-霍金(Stephen Hawking)確定宇宙本身不是無限的，而是有一定大小的。然而，它缺乏一個明確的邊界。這一點與地球類似;雖然地球是有限的，但環(huán)繞地球旅行的人永遠找不到盡頭，而是會不斷地環(huán)繞地球?；艚疬€提出，宇宙不會永遠持續(xù)下去，而是最終會終結。

二、宇宙學任務和儀器

美國國家航空航天局的宇宙本底探測器(COBE)于 1989 年 11 月發(fā)射升空，對整個天空的輻射進行了精確測量。這項任務一直持續(xù)到 1993 年。

盡管美國宇航局的哈勃太空望遠鏡可能因其令人震驚的圖像而最為人熟知，但它的主要任務是宇宙學。通過更精確地測量仙王座變星(亮度和脈動之間具有明確比率的恒星)的距離，哈勃幫助完善了對宇宙膨脹過程的測量。自哈勃望遠鏡發(fā)射以來，天文學家們一直在利用它進行宇宙學測量并完善現(xiàn)有的測量。

太空望遠鏡科學研究所的宇宙學家亞當-里斯(Adam Riess)在一份聲明中說：多虧了哈勃，如果你把暗能量可能與宇宙常數(shù)不同的所有方式都放在一個盒子里，那么這個盒子現(xiàn)在要小三倍。這是進步，但我們要確定暗能量的本質(zhì)還有很長的路要走。

美國宇航局的威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)是一個從2001年運行到2010年的航天器。WMAP繪制了宇宙微波背景(CMB)中的微小波動，即來自早期宇宙的古老光線，并確定普通原子只占宇宙的4.6%，而暗物質(zhì)占24%。

宇宙學家查爾斯-塞夫(Charles Seife)在《科學》雜志上說：當WMAP衛(wèi)星拍攝到有史以來最詳盡的宇宙微波背景圖片時，人們對暗能量的存在和宇宙的構成的疑慮就煙消云散了。

歐洲航天局的普朗克太空任務從 2009 年持續(xù)到 2013 年，繼續(xù)對宇宙微波背景進行研究。

歐空局目前正在開發(fā)歐幾里德任務，根據(jù)歐空局的情況介紹，該任務將于2023年發(fā)射。歐幾里德將更精確地研究暗物質(zhì)和暗能量，追蹤其在宇宙中的分布和演變。

歐幾里德任務的核心是物理學中的十億磅問題之一，歐空局的大衛(wèi)-帕克(David Parker)在一份聲明中說。

三、共同的宇宙問題

1.宇宙大爆炸之前發(fā)生了什么?

由于宇宙的封閉性和有限性，我們無法看到宇宙的外部。空間和時間始于宇宙大爆炸。雖然人們對其他宇宙的存在有許多猜測，但目前還沒有觀測它們的實際方法，因此永遠不會有任何證據(jù)證明(或反對!)它們的存在。

2.宇宙大爆炸發(fā)生在哪里?

據(jù) Live Science 報道，宇宙大爆炸并不是發(fā)生在一個點上，而是整個宇宙的空間和時間同時出現(xiàn)。

3.如果其他星系似乎都在急速遠離我們，那我們不就成了宇宙的中心了嗎?

不是的，因為如果我們前往一個遙遠的星系，那么周圍的星系似乎也都在急速遠離我們。把宇宙想象成一個巨大的氣球。如果你在氣球上標記多個點，然后把它吹起來，你會發(fā)現(xiàn)每個點都在遠離其他所有點，盡管沒有一個點位于中心。宇宙的膨脹也是如此。

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