你一直在被哈勃定律所困扰吗？一直在为大爆炸而困惑吗？让我们重新审视一下这些问题，寻找这些宇宙学中重大问题的解答。

　　宇宙正在膨胀并且冷却。根据大爆炸理论，过去的宇宙比现在的更小、密度更高。

137亿年：宇宙的年龄，误差几亿年。

930亿光年：目前可观测宇宙的大小。

2.725开：宇宙微波背景辐射的平均温度。

4%：宇宙中组成你、我、行星、恒星等普通物质的含量。

22%：宇宙中暗物质的含量。它们是至今尚未被直接探测到的物质，和普通物质之间存在引力，但是不参与其他三种基本相互作用（电磁和强、弱相互作用）。

74%：宇宙中暗能量的含量。正是它驱动着宇宙加速膨胀。但是它究竟是什么尚不为人所知。

　　宇宙学的目的是了解宇宙的起源和演化。

近一个世纪前，天文学家发现绝大多数的星系正在远离我们，并由此揭示出了一个让人惊骇的事实——我们的宇宙正在膨胀。

几十年前，天文学家意识到，天空中充满了宇宙形成之后不久光子所发出的微弱射电波。

几年前，专门用来探测这一宇宙微波背景的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）则又发现了强有力的证据，证明我们的宇宙在极早期经历过一个超高速膨胀的“暴涨”阶段。

WMAP探测到的宇宙微波背景辐射。图中的不同颜色代表了温度在2.725开上下十万分之一的波动。

　　有些人认为现如今的宇宙学正处于“黄金时代”。然而，相对于它不断所取得的进展，一些宇宙学中最基本的概念却让人难以把握。

这里列举出五件宇宙学中最让人困扰的事情，它们或许是普通人想要理解宇宙学家们目前所做的最大障碍。

　　用一个字回答：不。

　　科学家们发现，除了距离最近的星系之外，其他的星系都在远离我们而去。此外他们还发现，距离越远的星系其退行的速度越快。但是，这些星系的退行运动并不是穿行于宇宙空间之中的，而是宇宙空间自身的整体膨胀。星系只不过是搭了个便车而已。

　　1916年，爱因斯坦发表了他的广义相对论。这一理论拓展了他早先的想法，囊括了引力对空间的形状以及时间流逝的影响。一年之后，荷兰天文学家使用爱因斯坦的理论证明，一个几近真空的宇宙必定会膨胀。哈勃认为，他所看到的星系退行现象正是一个由“德西特空间”所组成的宇宙的如实表现。

　　在膨胀的宇宙中传播的光线会被拉伸。光子会损失能量，因此谱线的位置会向长波（红光）段移动。同时，超新星爆发的信号也会被拉伸。遥远星系中的超新星会比近距星系中的持续更长时间，而且距离越远持续的时间就越长。这就意味着宇宙空间自身也在膨胀。被镶嵌在宇宙空间中的星系在跟随空间一起远离其他的天体。

　　天文学家通常会使用气球来比喻膨胀的宇宙。气球表面的图案代表星系。对气球充气就相当于宇宙的膨胀，这时气球表面每个图案之间的距离就会变大。不幸的是，绝大多数人试图把这一类比推向另一个极端，询问气球的中心是什么。

宇宙膨胀是宇宙空间自身的膨胀

　　必须要明白的是，这本质上是一个二维的实验。在一张白纸上画许多的点，然后在一张透明片上把刚才的画放大再画一遍。将两者重叠起来，并且任取一点作为参考点。“无论这个点在哪儿，每个点上的‘观测者’都会看到其他点在离他/她而去，这正是宇宙中的每个星系所正在发生的。

　　宇宙学家假设，在足够大的距离上——远大于星系团的尺度，无论观测者身处何处，他/所看到的宇宙都是相同的。

在爱因斯坦的相对论中，它认为对于任何物理相互作用而言，不存在优越的参考系。

上面的论断是对相对论的一种推广。科学家们把这一假设称为“宇宙学原理”，并且一直在检验它。到目前为止，它看起来依然是对宇宙非常好的一种理论。

　　这是把气球类比膨胀宇宙过渡外推而导致的另一个问题。宇宙是自我独立的，它可以在不需要膨胀入其他东西的情况下自我膨胀。

　　爱因斯坦的相对论为审视宇宙提供了一条新的途径。它认为引力不再是一种力，而是时空的弯曲。引力场中的物质和能量会按照弯曲时空的“命令”运动。相对论预言，时空的弯曲也会使得光线的路径弯曲。