宇宙是怎样开始的?我们的地球以及整个太阳系是从哪里来的?这是哲学家解释世界所不可回避的问题。
“混沌初开，乾坤始奠。轻清者上浮为天，重浊者下凝为地。”中国古代的贤哲做出了这样的回答。他们设想，混沌无形的元气是天地的本源。我们赞成宇宙是无边无际、无始无终的哲学观点，但作为自然科学研究的具体对象，受观测技术条件的限制，我们所认识到的宇宙总是一个有限的客观存在。这样一个宇宙，应该有它的开端。宇宙是怎样起源的呢?
渺渺茫茫，从何说起。最初只能有臆想出来的神话。作为科学中的假说，总得有一定的事实为基础，并能得到科学理论的支持。20世纪初，天文学家斯里弗尔(V.M.Slipher，1875～1969)在观测银河系外的仙女座大星云时，取得了15个星系的光谱资料，经过研究，发现其中13个正在以每秒数十万米的高速退行，即离开我们愈来愈远。1929年，哈勃(E.P.Hubble，1889～1953)根据前人和他自己观测到的河外星系正在退行的资料，提出:一个星系退行的速度和它与我们(地球)的距离成正比，即离得愈远、退行愈快。这个发现告诉我们，我们周围的星系正在四散离开，也可以说我们所知道的宇宙正在膨胀。哈勃所在的工作单位，设在美国加利福尼亚州威尔逊山上的天文台，拥有当时世界上最大的天文望远镜，这使他有可能观测到100万光年那样遥远的地方，在银河系外原来分辨不出星体的云块中，也看出了星系的存在，并取得了资料。在哈勃还未发表他的研究结果之前，就有人根据爱因斯坦(A.Einstein，1879～1955)在1916年提出的广义相对论，演绎出宇宙在膨胀的理论。哈勃的发现被认为是对这些理论的验证。以后的天文观测继续有新的发现，证明宇宙在膨胀，曾测到有的河外星系之间，正以2.5×106km/h的速度在拉开距离。
宇宙为什么会膨胀呢?膨胀的宇宙会不会是爆炸的产物呢?比利时天文学家勒梅特(G.E.Lematre，1894～1966)在1927年就想到了。他曾设想组成现在这个宇宙的全部物质，当初都集中在一个“原始原子”(或称宇宙蛋)里，异常紧密，温度约为1032K。显然这只能维持极其短暂的平衡，一旦平衡遭到破坏，就发生大爆炸，原始原子迅速膨胀，逐渐扩展成为我们的宇宙(彩图Ⅱ)。这个本名为《Big Bang》的书，在中国译为“大爆炸”的宇宙起源假说，可谓神来之笔，后来，连勒梅特自己也不敢完全相信。但是哈勃的发现确实使人受到鼓舞，不断有人去继续研究。
现在我们知道，宇宙形成的过程大致是:大爆炸1s后，温度降到1010K，粒子间的强相互作用、弱相互作用、电磁力和引力开始分开。在高温下处于基本粒子状态的物质，随着温度的降低，聚合成各类原子，约在大爆炸后50万～100万年，首先由电子和质子合成氢原子，接着是氦原子也大量生成了(约可持续100亿年，温度在107K)，随后其他所有元素的原子都可以从轻到重依次聚合而成，只不过重元素聚合的机会少得多(原子序数大于28的元素聚合时间仅为1s左右，温度为109K);大爆炸后100万～20亿年才逐步形成各类天体星系;太阳系的出现，已是大爆炸发生后约70多亿年的事了。
大爆炸的发生，距离现在约137亿年了。怎么能证明137亿年前发生过这样的爆炸呢?按照大爆炸宇宙模型的理论，爆炸形成的宇宙一直在降温，恒星是在降到40000K以下时才开始形成的，现在测到最老星系的年龄都只有100多亿年，符合这个理论的推断。特别是盖莫夫(G.Gamov，1904～1968)做出的预言:在大爆炸的特殊宇宙背景下产生出来的微波辐射(宇宙背景辐射，cosmic background radiation)，至今还存在于宇宙空间中，其温度应已降低到只有绝对温度几度。1964年，威尔逊山上一台高灵敏度的射电天文望远镜，在各个方向都测得一种3K的微波背景辐射(3K microwave background radiation)。大爆炸理论得到了有力的支持。发现者彭兹亚斯(A.A.Penzias，1933～)和威尔逊(R.W.Wilson，1936～)为此获得了1978年的诺贝尔物理学奖。1989～1992年实现了宇宙微波背景探测卫星计划，记录了宇宙微波背景辐射谱，它精确地测量了黑体辐射谱的符合温度为(2.728±0.004)K，此计划的主要负责人马瑟(JohnC.Mather)和斯穆特(GeorgeF.Smoot)于2006年获得诺贝尔物理学奖。还有一个证据是，现在测得的在不同天体上氦的丰度(abundance)，即它在天体中的含量，一般都达到20%左右，仅靠太阳上那种氢合成氦的热核聚变，在137亿年左右的时间里是不能造出这么多氦的，而大爆炸能做到。因爆炸而使星系间的距离逐渐拉开，更是公认的事实。天文观测中已多次记录到超新星爆炸，另外新近得到的两个黑洞撞击爆炸的信息，都可以作为佐证。
宇宙起源于大爆炸的场面是令人惊叹和着迷的，这种假说已为越来越多的人所接受。然而，也许有关这个大胆设想的证据永远都难以充分，不过它给我们带来的问题，确实值得好好地研究。