银河系的总质量是怎么算出来的

经过天体物理学家的精确测量，银河系的重量达到7 x 1011个太阳质量级，通俗来讲，也就是7000亿个太阳的质量。

麦克马斯特大学的物理学家Gwendolyn Eadie，一直从事于银河系质量计算研究，在一次新闻稿中提到“我们的星系不是最大的星系。”

计算任何星系的质量都是具有挑战性的。一个星系不只包含恒星、行星、气体和尘埃这些易检测的物体，还包含一个未知量的物质——暗物质。这是一种大体基于理论的奇特的、不可见的物质。天文物理学家们只能通过观察可见物体的引力作用，从而推断出了它的存在。

那么，银河系的质量到底是如何计算出来的？

Eadie是根据环绕银河系的球状星团（GCs）的速度和位置，计算出了包括暗物质的银河系的总质量。

银河系的引力决定了球状星团的轨道，这是由其重要的暗物质决定的。这项研究是基于一种使用球状星团速度的新的方法来进行检测的。

一个球状星团的速度必须从两个方向进行评估，一个是从我们地面上的视线进行观察，另一个是借助空中的飞机进行观察。 不幸的是，科学家还没有计算出围绕银河系里所有的球状星团的速度。

然而，Eadie开发了一种根据部分已知星团速度，得到整个星系速度，最终推算出星系质量的方法。她的这种方法还能推算以星系为中心任何距离范围内的星系质量，这也使得她的发现可以更容易的和其他研究进行分析对比。

尽管她把自己所有的精力都投入到这个项目中，，Eadie依然觉得她所有的计算结果让她更加的热爱天文观测。

“每隔一段时间，我在想‘我在计算银河系的质量’，这种感觉非常棒。”她说道。

早在三月，科学家们宣称他们可能已经监测到第一个暗物质湮灭的例子，这一现象将证明暗物质的存在。从理论上说，暗物质存在两种形态：规则和反物质形态。当两种形态的暗物质发生碰撞，他们将湮灭，并且形成一种新的高能粒子，如光子和伽马射线。

这个研究小组说，他们发现了分布在银河系中心区域的，来源于暗物质湮灭产生的伽马射线。

蝌蚪君编译自redorbit，译者 Wynn，转载须授权

暗物质与暗能量是怎样被发现的? 怎么被区分开的? 它们有什么联系吗?谢谢了，大神帮忙啊

暗物质问题在宇宙学中一直处在未解问题的最顶端。暗物质是什么？在哪里？如果暗物质真的存在，我们应该如何测量它？这些都是宇宙学重要的前沿问题。这种难以捕捉的物质影响着我们的星系的运动，这也是我们星系可以稳定存在、物质分布如此特殊的原因！目前暗物质只是被间接的探测到，并没有直接确切的证据表明暗物质的存在。那么是什么让暗物质问题一直以来经久不衰，始终萦绕在宇宙学家的心头？

因为关于暗物质的想法来自我们确切的观察数据。我们相信自己的眼睛看到的一些完全独立的宇宙学和天体物理现象，这些现象不能在其他理论框架中得到解释，但是可以通过暗物质的存在来解决。下面就说下我们在宇宙中看到了什么？

1、星系团质量缺失问题

3.21亿光年外的后发星系团

在宇宙中，各种大小的天体都在其特定的轨道上运行：行星围绕太阳公转，恒星绕着银河系中心旋转，单个星系则成群互相旋转。要想使宇宙中的结构紧密地结合在一起，物体所感受到的引力必须与运动所产生的能量相平衡。一个快速运动的物体，其动能越大，就越容易挣脱引力的束缚。

1933年，弗里茨?兹威基（下图）正在研究离我们最近的大星系团：后发星系团（上图）。

兹威基利用维里定理（将一个系统的平均动能和总势能联系起来的方程）推断出了整个星团的引力质量。然后将引力质量与通过星系中明亮的发光物质（恒星和气体）推断出的光学质量进行比较。这两种方法都是测量星系、星系团质量的方法，如果我们的理论正确，那么这两个数字（引力质量和发光物质的质量）应该互相匹配，至少误差不大！但是兹威基发现来自发光物质的质量不足以保持星团的束缚状态，而且比推测的引力质量小了将近5倍（一开始是50倍，最后东拉西扯找了一些不发光的尘埃、冷气体、死亡恒星、行星、冰岩石硬是凑到了大约5倍）。

假设每个星系的质量都是由发光的物质构成的，那么星系团中的星系并不会聚集在一起！这就是我们所说的质量缺失问题，后来也创造了?暗物质?这个术语，用来描述一些看不见但必须存在的物质，是暗物质的存在将星系团紧紧的束缚在一起。

2、星系旋转曲线问题

在星系内部我们也观察到了类似质量缺失的证据。根据标准的牛顿力学，我们预测：当从星系的中心移动到星系的外边缘时，恒星的运动速度会下降。但在20世纪60年代研究仙女座星系时，维拉?鲁宾（Vera Rubin）和肯特?福特（Kent Ford）发现了一些非常奇怪的现象：不管恒星离银河系中心有多远，恒星的运动速度几乎保持不变。

1975年鲁宾和福特在美国天文学年会的一次会议上提出，兹威基的发现以及后来对螺旋星系中恒星速度的许多观察都暗时我们：星系的实际质量不能完全由我们用望远镜所能看到的物体来决定。相反，如果星系的大部分质量存在于一个弥漫的暗物质?光晕?中，并且?光晕?的范围远远超出了发光物质（星系）的边缘，那么观测到的星系旋转曲线就可以得到解释。

3、宇宙微波背景

CMB的波动模式告诉我们，宇宙除了普通物质，还包括了暗物质和暗能量。

宇宙微波背景（CMB）是我们宇宙早期的快照。它告诉了我们宇宙早期的大小尺度上的密度分布，以及结构形成时的一些详细细节！我们在对CMB的观察中看到的波动模式是由作用于物质上的两种力量之间的竞争建立起来的：

一种是引力，使物质向内塌缩，另外一种是光子（或辐射粒子），所产生的辐射压力将物质向外推。

这两种力来回的拉扯和竞争，导致了光子和物质在稠密的区域内来回振荡，我们称其为重子声波振荡。如果宇宙除了正常物质外，还有部分暗物质的话，这种振荡模式就会受到极大的影响。暗物质的存在会在宇宙微波背景辐射的观测中留下了独特的印记，因为暗物质不会受到辐射压力的影响（暗物质不与光子互动），首先会聚集成稠密的区域，导致物质很快会在引力的作用下坍缩。

无论有无暗物质，我们都可以预测宇宙微波背景辐射中的重子声振荡，如果有暗物质的存在，我们就可以观察物质功率谱。微波背景辐射的功率谱向我们展示了不同大小尺度下的光子和物质的振荡强度。威尔金森微波各向异性探测仪（WMAP）是第一个测量微波背景辐射功率谱的仪器，表明暗物质缺失存在影响了最初的结构形成！

4、子弹星系团

2006年，哈勃太空望远镜和钱德拉x射线天文台发布了关于一个被称为子弹星系团的天体碰撞事件。这个星系团实际上是两个星系群，它们经历了高速碰撞，迫使每个星系团的物质融合在了一起。通过两个望远镜的观测，我们可以用两种方法测量碰撞后星团质量的位置分布情况：x射线下的光学观测和引力透镜效应。

我们可以通过x射线来判断两个星系群相撞后正常物质的分布情况。在一个星系团中，气体粒子弥漫在每个星系群之间的空间中，占普通物质质量的90%。当两个星系群发生碰撞时，气体粒子会因为相互碰撞而被加热，从而导致x射线发射的亮度增加。通过这个我们可以知道相撞后气体的能量和位置。

引力透镜效应的产生是因为物质并不是唯一能感受到引力作用的东西，光线也可以。这意味着一个质量巨大的物体可以产生透镜效应；一个向各个方向发光的背景光源，如果这个光源发出的光经过一个质量巨大的物体，那么光线就会被聚焦。通过测量这些聚焦图像，我们可以推断出我们和光源之间产生透镜效应物质的位置和质量。

如果星系团完全由普通物质组成，那么光学观测到的质量位置和引力透镜计算出的子弹星系团碰撞后的质量位置应该重叠。但是观察结果显示出了明显的不一致。在光学上可见的物质告诉我们，质量应该集中在图像的中心附近，用红色气体表示。来自引力透镜的质量分布，用蓝色表示，星系群质量的分布实际上分成两部分，就在星系群正常发光物质的两侧！通过暗物质的作用，这种行为很容易解释如下：

a、暗物质与周围环境相互作用的频率明显低于普通物质。b、在集群碰撞时，一个集群的暗物质会相对容易地穿过另一个集群中的所有物体。c、另一方面，发光的气体会与周围的正常粒子碰撞、相互作用，导致减速并与暗物质分离。

最终我们得到了什么结论？星系团之间的高速碰撞应该会使星系团中大部分质量（暗物质的形式）不受阻碍地互相穿过，而正常物质则会碰撞、减速、升温，释放出x射线。

5、大规模的结构形成

当斯隆数字巡天计划（Sloan Digital Sky Survey）等望远镜绘制出宇宙中星系的位置时，其最大的特征被称为大尺度丝状结构，这种物质聚集的模式在只有普通物质提供引力的情况下是不可能出现的。刚才我们讨论CMB时已经提到了，由于引力和辐射压力的相互作用（来回拉扯），普通物质就无法有效、及时地聚集成稠密的物体。但是物质在宇宙微波背景辐射之后发生引力坍缩的时间比较短，包括我们现在观察到的结构在演化上尺度十分庞大。

暗物质就提供了一个合理的解释。因为暗物质不经历与物质和光子相同的振荡，所以暗物质就可以自由地坍缩，形成致密的区域，这有助于结构的形成，并使星系和星团的分布成为我们今天所看到的样子。

现在我们将这五个独立的间接证据放在一起，就为我们提供了暗物质存在的令人信服的理由。如果我们细看每一个解释，都有一个共同的主题：引力问题。每一个间接的证据都依赖于暗物质提供的额外引力才能解释我们观察到的现象。因此还有另一种选择！

是不是我们的引力理论出了问题？

天文学家、天体物理学家和宇宙学家谈论暗物质时，就好像暗物质必然存在的一样，但也有很多人不这么认为。由于我们还没有直接探测到暗物质，而暗物质存在的证据主要集中在引力相互作用上，一个负责任的科学界会问:?我们观察到的一切异常现象会不会是因为我们的引力理论还不够完善？?

一些研究小组一直在解决这个问题，研究MOND（修正的牛顿引力理论）等理论。到目前为止，修正引力的理论已经成功地描述了其中一个特性：星系旋转曲线，但还没有像暗物质那样可以解释完整的观测异常。

我们知道修正引力理论并非易事。我们对整个太阳系中，引力对物体的影响进行了极其精确的测量，这些测量精确地符合广义相对论对引力的理解。如果我们想要改变万有引力理论，就必须解释广义相对论目前能解释的所有现象，还要解决暗物质问题带来的所有问题。这基本上不可能实现。

总结：所有的观测和理论都指向了暗物质

以上五个原因并不是我们对暗物质存在的全部观察证据。还有大爆炸核合成（BBN）解释了像氦这样的轻元素在大爆炸后几分之一秒内形成的方式，它告诉我们重子物质在宇宙中的丰度，也就是我们已知宇宙中正常物质的量，这些量并不能解释从其他观测中推断出的宇宙总物质含量。

对原始气体云（中性的氢气）吸收来自背景星系和类星体光线的观测，即所谓的莱曼-阿尔法森林，这些吸收线为我们提供了关于暗物质团块位置的信息、原始气体云形成的时期以及暗物质粒子的温度。

在我们几乎观察到的每一个地方，宇宙似乎都在给我们暗示：暗物质肯定存在。从早期宇宙到现在，从银河尺度到宇宙中可观测到的最大尺度，所有这些间接证据都指向了同一个结论：暗物质问题！

宇宙大爆炸是怎样发现的？

在天文学史上最大的一个意外是，人们发现我们在太空中看到的所有东西只占据宇宙所有物质能量的1%不到。 而星系之间难以探测的稀薄气体连带所有其他形式的常规物质，总量只占据万物的大约4.5%。占据约26%更大比例的“非重子物质”由某类奇异的不可见粒子组成，它们并不形成原子。暗物质的引力支配着宇宙，塑造着宇宙的历史，并施加引力使得常规物质可以积累形成星系，就好象是在不可见的池塘上形成的浮渣斑块一样。 剩下的大约70%是所谓的“暗能量”，它们导致了宇宙的加速膨胀。其本质是更大的未知。 但是更多的线索继续被人揭示出来。在美国天文学会会议6日召开的新闻发布会上，4个小组宣布了新的发现，可以改进我们对这些现象的认识。 倾斜的银晕： 长时间以来天文学家就知道，像我们的银河系这样的大型星系位于名为星系晕的大型暗物质池中央。由UCLA的戴维·劳（David Law）领导的小组确定出，银河系的暗物质晕并非球形，而是被挤压过的形状。令人吃惊的是，它变平的轴向相对在夜空中定义为人熟知的银河的可见恒星盘倾斜了90度角。 该小组通过分析“人马座星流”（见下图）中上千颗恒星的运动得到的这个结论。星流是一个矮星系的残余，该星系在近距离经过银河系的时候被引力扯碎，剩下的是长长的纤维状结构，当下在银河系之外环绕了两周。星流不同部分的恒星运动揭示出了不同部位的银晕对它们施加的引力。 人马座星流的一个模型，早先靠近银河系的一个矮星系被银河系的潮汐力扯碎，形成了该星流。星流环绕于银河系两周，一部分在矮星系后方，一部分在前方。恒星的运动泄露出了暗物质的存在。（提供：David R. Law / UCLA） 人们发现，银晕是个三轴球体，这意味着它在3个方向上的直径各不相同。劳说：“如果将银晕比作海滨气球，它的一侧是被挤扁的。”这一点参见下面的示意图。 以银河系为中心的三轴暗物质晕的“海滨气球”比方（海滨气球的颜色是随意选择的）。（提供：David R. Law / UCLA） 劳补充说，天文学家之前设想的银晕应该是沿与银盘相同的轴向被挤压的，这是由于普通物质和暗物质根据推测应该是来自同一源头的：被定义了引力通道的暗物质纤维所引导。 银晕的大小和形状受到了银河系新近与其他矮星系并合的影响，因此将来对银晕的详细研究应该能给出更多有关银河系吸收小型邻居的演化过程。 邻近的暗能量： 10几年前，天文学家发现了宇宙的加速膨胀，这与他们的设想相反。这一发现的关键是通过星系中的Ia型超新星视亮度来测量星系的距离，这类超新星的亮度与星系红移无关。然后距离可以与红移（根据光线的变化给出宇宙的膨胀）相对照。这样天文学家就可以知道膨胀速率在宇宙长久的历史中是如何变化的了。 从那时起，天文学家找到了大量的其他证据说明有同一种力量在使膨胀加速，还给出了加速的大小。而关键的一点是，它看起来并不会随着空间的扩张而变弱或变强。因为没有任何更好的名称，它被命名为“暗能量”。 现在一个国际小组在我们自己的本星系群内释放出了暗能量的效应。本星系群包括银河系、仙女座大星云、M33，还有迄今为止辨认出的大约50个矮星系。 该小组分析了由由俄罗斯天文学家伊戈尔·卡拉切谢夫（Igor Karachentsev）领导的小组利用哈勃太空望远镜对本星系群星系运动的观测。通过研究星系相对本星系群引力中心的运动，他们可以找到本星系群的引力在大尺度上让位于暗能量“反引力”效应的界限。在此界限以外的星系将向外运动，最终迷失在宇宙中。 来自阿拉巴马大学的小组成员吉恩·伯德（Gene Byrd）说：“我们发现了暗物质外流的排斥力，它与通过研究数十亿光年之外的星系所找到的相同。”他补充说，过去科学家通常会先在我们附近发现一个重要的效应，之后将其运用到更为遥远的天体上。“这次我们是从整体效应走到了局域效应上。” 星系越小，暗物质越多： 由马里兰大学的斯泰西·麦戈（Stacy McGaugh）领导的第三个小组搜寻了从大型星系团低端的矮星系到高端的星系，来寻找普通物质与暗物质的比例是否随星系尺度变化。从最小到最大，星系的质量差别有1亿倍。 确实有个显著的趋势。麦戈与他的同事发现，星系或者星系团的质量越大，其普通重子物质所占据的比例就越大。在整个宇宙以及最大的星系团中，暗物质与重子物质的比例是5比1。但是在较小的结构中，这一比例会增加，直到普通物质与暗物质相比为数甚少的矮星系。麦戈说：“对于宇宙中的每一个（较小的）天体来说，并不能解释一些普通物质，而普通物质的一大部分都存在于小型天体内。我们并不知道它们跑到哪里去了，这确实是个大问题。” 一个理论是，星系越小，就越难约束住早期超新星吹掉的气体；在引力较弱的星系中，气体逃逸到了星系际介质里。与普通物质不发生作用的暗物质并不会受超新星爆发激波的影响，因而保留了下来。 星系的增长： 由马普地外物理所的尼夫·德劳利（Niv Drory）领导的第四个小组分析了来自宇宙演化巡天（COSMOS）的300000个星系的数据，以确定在过去80亿年间星系的演化情况。该小组的目标是确定不同质量的星系在宇宙历史不同时间上的数量。如德劳利所说，“我们想了解我们邻近的星系动物园是如何形成的”。 起初星系是小而繁多的，随着时间的推移，这些小型结构并合到了一起，形成像银河系这样的大型星系。不过显然这一过程不会是简单的。该小组发现，星系质量的分布并非如猜测一般平滑：质量较小的矮星系数量急剧增加。而大型星系在质量分布图上显示为一个显著的峰。这些结果为暗物质晕并合方式随时间的演化以及反馈机制对宇宙演化的塑造（如超新星风从小型星系中赶出气体）提供了线索。德劳利说：“有了这项巡天，我们就可以将这样的演化追溯到宇宙年龄相当于今日之半的时候。”

宇宙大爆炸在刚开始提出来的时候，就是一个笑话，科学界里面基本上是不承认这种说法的。认为宇宙是一个致密炽热的奇点，经过一次大爆炸之后膨胀形成的，宇宙基本上也是由热到冷的变化过程。

这个理论刚开始提出来的时候，根本就得不到科学界的普遍认可，但是后来有一位天文学家观测宇宙中的星系，有了新的发现，这位天文学家就是哈勃。

哈勃发现了星系的红移量与星系之间的距离成正比，这也是著名的哈勃定律。因为这不管从地球上的哪一个角度观测星系的红移量，都会出现相同的结论，这也就是说，离我们越远的天体，就会以越快的速度运行离开我们。

这就比较厉害了，因为当时科学界里面已经有了一个基本上的认识，那就是光速不变原理，认为任何的物体是不可能以超过光速的速度运行的，但按照哈勃的发现，只要天体的距离离我们足够远，就有可能会以接近光速的速度离开我们，这样也使得人们认为宇宙是有边缘的。

但是这个时候又有一位科学家坐不住了，他就是大名鼎鼎的爱因斯坦。当时爱因斯坦在科学界的名声已经比较大，他也不认可哈勃定律，所以就跑到哈勃那里，希望可以找到反驳他的依据。

但哈勃就拿出了铁钉钉的数据，这些数据都是哈勃观测宇宙星系的红移量得来的，在科学研究面前，管你的名气有多大，真正具有说服力的还是数据。而这些数据里面所显示的也正是支持哈勃定律。

这样爱因斯坦就没办法了，只能将自己正在研究的宇宙理论做出修改。但这样又造成了一个结果，哈勃拿出了让爱因斯坦都无法反驳的数据，这消息瞬间就传开了。因为当时爱因斯坦在科学界里面的地位非常高，他都无法反驳的问题自然就会特别引起别人的注意。

后来人类经过多次对宇宙星系红移量的观测，跟哈勃所得出的结论也差不多，后来人类又发展了射电天文学，向宇宙中发射出射线，再反射回来的射线中，仍然观察到符合哈勃定律的数据，这样这个定律就普遍地受到科学界的认可。

如果再将时间不断的往前推移，那么宇宙的很多物质都可能会集中到一个点，这样哈勃定律也成为了宇宙大爆炸的重要依据。

综上所述，宇宙大爆炸理论也是经过一很长的一段时间才被科学界所认可，科学的研究从来就不是一帆风顺的，每一次提出新的理论，都需要拥有更多的数据来作为支撑。

宇宙模型1.0版本

古人很早就开始思考“宇宙到底是什么样的？”，探讨这个问题对于古人而言，只是有利于他们日常的耕作和 社会 的稳定。因为古人没有钟表，需要利用天体的运行来计算时间。比如：一个月就是月球绕着地球转一圈，一天就是一个昼夜。

当然，以上的情况是针对于大多数的文明古国而言的，比如：古巴比伦，古埃及等。我们很容易发现，这些古代文明都位于大河流域附近，能够种植作物，发展农业。

但是在同一个维度有一朵奇葩，它就是古希腊。他们所在的地区土地贫瘠，而且是平原相对较少，很难大规模发展农业。所以，那些比较发达的地方会做一些贸易。后来，因为战争俘获了一些奴隶，奴隶让他们释放了自己的劳动力，加上都是小国寡民，管理相对松散，思想相对自由。于是，他们在思考一些问题时抛开了功利性，而追求纯粹理性。其中，地心说就是古希腊的智慧结晶之一。其中地心说到了托勒密手里到达了顶峰。

在那个时代，地心说其实已经可以很好地预测一些天象，而且精确地已经够那个时代的人使用了。这才被那个时代的学者们所承认，客观地说，地心说符合科学的范式，是科学理论。不仅如此，其实在古希腊时代已经有日心说了，只不过在与地心说较量后，败下了阵来。

宇宙模型2.0版本

后来，哥白尼的日心说实际上也没有战胜地心说，不是因为有宗教的庇佑，的的确确是哥白尼的日心说并没有比托勒密的地心说高明到哪里去。

日心说可以确立江湖地位来自于伽利略和开普勒的贡献，尤其是开普勒的三大定律将日心说的精确提高到前所未有的水平，完胜地心说，这才淘汰的地心说。

所以，我们不难发现， 宇宙模型的讨论其实只有一个客观指标那就是：够准。

宇宙模型3.0版本

有趣的是日心说才蹦跶没多久，就迎来了毁灭。如果你细想一下，其实如果说地心说不对，那日心说其实也不对。如果地心说对，其实日心说也对，因为这完全就是选择的参考系不同而已。不过，你发现没有，自从牛顿之后，就不再讨论“宇宙中心说”了。那为什么会这样呢？

这其实和牛顿的万有引力定律有关，万有引力定律描述的是物体之间的引力。如果物体之间有吸引力，那宇宙应该就是在引力的作用下，向中心靠拢，最后聚合到一起。

可事实上，我们并没有观测到这个现象，这也让牛顿很纠结。于是，他提出了一个全新的宇宙模型，他认为宇宙的无限大的，处处都是中心，处处都处于引力平衡态，这样就不会向中心靠拢了。

但是你要问牛顿，为什么宇宙是无限大的？有没有证据？牛顿大概率会把上文说到的那一套给你阐述一遍，但他其实拿不出任何证据来证明自己的观点。但是有趣的是，作为物理学界的大神，他可能猜对了“宇宙的大小”，但宇宙并不像他想象中的那样，只存在引力。

宇宙模型4.0版本

牛顿之后最牛的大神应该就是麦克斯韦了，再然后是 爱因斯坦 。爱因斯坦提出了一套广义相对论，其中有个场方程预示着宇宙正在膨胀。

爱因斯坦其实也有自己一套宇宙观，他认为宇宙是静态的。意思是说，从大尺度上看，这里的尺度大概是1亿光年，宇宙是不随着时间的变化而发生变化的。也就是我们常说的“宇宙是永恒的”。所以，他不能忍受这个方程的预言，就往这个方程里加了一个宇宙学常数。只要这个常数取值合适，场方程所预言的宇宙就可以是平衡态的。

但是爱因斯坦的宇宙模型并没有得意太久。就把一系列的观测和理论打脸了。首先，就有一位精通科学的神父勒梅特提出，爱因斯坦“加宇宙学常数”的这个行为还是需要多斟酌的，他认为宇宙就像是广义相对论场方程所欲言的那样是膨胀的，然后进行倒推，宇宙必然有一个起点，于是，他提出了宇宙大爆炸模型的前身。

但勒梅特的这条理论仅仅是理论，需要更多的观测证明和补充，好在没有让勒梅特等太久，第二年，哈勃就观测到了银河系外大部分的星系都在离我们远去，通过仔细的分析，就会发现，离我们越远的，远去的速度越快。所以，宇宙应该是膨胀的，而且不是边界在向外扩，整体性地扩大。

后来，一群粒子物理学家加入到宇宙大爆炸模型的建构当中，他们补充了大量宇宙早期发展的理论，并提出了两个证据，分别是宇宙微波背景辐射和氦元素丰度。这两个证据后来相继被证明。这才使得宇宙大爆炸模型成为了主流的科学理论。

所以，其实宇宙大爆炸从1915年爱因斯坦提出广义相对论至今还在不断被完善，它有三个坚实的证据，分别是哈勃观测到的星系红移，宇宙微波背景辐射，氦元素丰度。同时，宇宙大爆炸也遇到了一些困难，其中最棘手的就是搞清楚暗物质和暗能量到底是什么？

这是因为，暗物质和暗能量占据了宇宙总物质量的95%以上，它们才是主导宇宙演化的主角，如果能搞清楚它们的真身，势必会直接提升我们对于宇宙演化的认知。

天文学家在观测宇宙各大星系的时候，都不约而同发现一个规律。那就是星系与星系之间似乎在相互疏远，学者用三棱镜分析光谱时发现，每个星系内，较小的星系也在疏远，这就是光谱红移现象。

光谱红移是光透过三棱镜后，被分解成七色光波，红色光波及红外线越靠近幕布边缘，就说明光源离三棱镜越远。学者们为证实自己的观测结果，便找出许多年间，不同时期的光谱照片相对照，证明星系之间是在不断快速膨胀的。

宇宙会不断的膨胀下去，那当初的宇宙又什么样呢？天文学者就是根据这一原理，推算出宇宙最初是一奇点，宇宙是大爆炸而产生的，谢谢。