當(dāng)涉及到我們的宇宙起源時,在整個歷史過程中已經(jīng)提出了許多理論。從字面上看,曾經(jīng)存在的每種文化都有其自己的神話傳統(tǒng),其中自然包括創(chuàng)作故事。隨著科學(xué)傳統(tǒng)的誕生,科學(xué)家開始以可以檢驗和證明的物理定律來理解宇宙。
隨著太空時代的到來,科學(xué)家開始根據(jù)可觀察到的現(xiàn)象測試宇宙學(xué)理論。由此,在20世紀下半葉出現(xiàn)了許多理論,試圖解釋所有物質(zhì)以及支配它的物理定律。其中,“大爆炸理論”仍然是最廣泛接受的,而“穩(wěn)態(tài)假說”歷來是最大的挑戰(zhàn)者。
穩(wěn)態(tài)模型指出,由于物質(zhì)的不斷創(chuàng)造,膨脹宇宙中物質(zhì)的密度隨時間保持不變。換句話說,可觀察的宇宙本質(zhì)上保持相同,而與時間或地點無關(guān)。這與大多數(shù)物質(zhì)是在單個事件(“大爆炸”)中產(chǎn)生并一直在擴展的理論形成鮮明對比。
盡管在整個歷史中都一直在主張一個穩(wěn)定不變的宇宙的概念,但是直到現(xiàn)代早期,科學(xué)家才開始用天體物理學(xué)的術(shù)語來解釋這一點。在天文學(xué)和宇宙學(xué)背景下爭論的第一個明顯例子是艾薩克·牛頓(Isaac Newton)于1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》(PhilosophiæNaturalis Principia Mathematica)。
在牛頓的巨著中,他將超越太陽系的宇宙概念化為一個空曠的空間,向各個方向一致地延伸到無法測量的距離。他通過數(shù)學(xué)證明和觀察進一步解釋說,該系統(tǒng)中的所有運動和動力學(xué)都是通過萬有引力的單一原理來解釋的。
但是,直到20世紀初期,才出現(xiàn)所謂的穩(wěn)態(tài)假說。這種宇宙學(xué)模型的靈感來自于許多發(fā)現(xiàn),以及理論物理學(xué)領(lǐng)域的突破。其中包括阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論和埃德溫·哈勃關(guān)于宇宙處于膨脹狀態(tài)的觀察。
愛因斯坦在決定擴展他的狹義相對論以納入引力后,于1915年將該理論正式化。最終,該理論指出物質(zhì)和能量的引力直接改變了周圍時空的曲率。就像著名的理論物理學(xué)家約翰·惠勒(John Wheeler)總結(jié)的那樣,“時空告訴物質(zhì)如何運動;物質(zhì)告訴時空如何彎曲。”