古今中外多有關於天地、世界，或者我們現在稱為宇宙的觀點，有些來自觀察，有些源於冥想，幾乎所有可能都有人曾經提過。胡思亂想的人，只等著別人說他錯；而科學家不是沒有創意，但慎思明辨，盡力證明自己正確，否則就修正，繼續尋找問題，找答案。英文說的search，然後一再re-search，就是科學研究的精神。
關於宇宙的本質、起源與演化，早期說法跟神學差不多； 事實上很多情節，與某些宗教經典類似，主要因為科學家也有宗教信仰，所使用的語言論述，自然來自其生活。
目前的宇宙論有越來越多的觀測證據。主張我們這個時空始於138億年前。在大霹靂之後10-36秒到大約10-33秒這段期間，時空以指數方式增大，這個「暴脹」過程造就了宇宙基本結構，也使得每方向性質幾乎相同。接著宇宙持續膨脹， 但慢得多，直到約40億年前，由於暗能量的推動，造成宇宙加速膨脹。到目前為止，並不確定暴脹是否真的發生了，也不知道原因為何。
「大霹靂」一詞來自英文The Big Bang，意指宇宙最初的奇異點，時空由此開始，是個俗稱，事實上並沒有聲響， 所以不宜翻譯成「大爆炸」。大霹靂宇宙論目前能解釋許多觀測的現象，因此最為人所接受。如圖，宇宙的歷史沿著橫軸從左到右，在大霹靂之前時間與空間沒有意義，目前沒有發現任何「之前」的證據。某個時刻的垂直圓圈示意宇宙大小。
宇宙膨脹造成溫度下降，物質開始出現，在萬有引力作用下，出現了第一批恆星，結束了宇宙「黑暗期」，另外還有不會發光的「暗物質」（到現在也不清楚是什麼東西）。恆星周圍形成行星，恆星彼此則聚集構成了星系、星系彼此群聚成為星系團，以及更大的超星系團等「大尺度結構」。
暴脹瞬間改變了時空，引力場驟變，因此預期會產生重力波。另外早期的微小密度不均勻，使得宇宙背景輻射會發生偏振，這些都是目前積極推動的課題。
妙的是，就算大霹靂開創了屬於我們的時空，這並不表示之前沒有，或現在沒有其他的宇宙，但是目前也都沒有任何證據。
太空中的黑社會
宇宙的組成，暗能量占了將近7 成，暗物質則占了約1/4，而我們熟悉的原子、分子、恆星、星雲、星系等一般物質，這些我們在學校學了半天的物理、化學，還有很多一知半解的知識，居然只占了5％。其中的「暗」字代表了「不明」，也就是所知不多。
暗能量的證據來自於宇宙膨脹。來自遙遠星系的光線花了很久時間才到達地球，所以它們代表的是早期的宇宙。觀察發現當時的宇宙（比較小）膨脹比較慢，而這表示宇宙在加速膨脹。這讓人不解，因為照理說宇宙整體引力應該讓膨脹變慢才對，就好像把銅板丟向空中，銅板雖然向上，但是引力讓它越來越慢，怎麼可能越來越快飛出去呢（那誰還敢丟？）於是科學家提出有種未知的力量，推動宇宙加速膨脹。就跟大霹靂、宇宙暴脹一樣都是向外，目前仍然不清楚暗能量是怎麼回事，為目前熱門的研究課題。
暗物質也有個「暗」字，但是對其了解稍微多一點。我們確定暗物質存在，它們具有萬有引力，目前不知道它們的形式，也沒有輻射。
開車上高速公路之前，因為隔音牆的關係，無法看到數量眾多的小車子，但是可以看到大車，它們運動受到牽制， 因此我們能依此估計交通狀況。這就像暗物質，雖然本身不發光，但它們的引力影響了我們看得到的發光天體。
銀河系中的「黑暗星雲」因為塵埃濃厚而看起來暗黑， 有別於發紅光或散射藍光的雲氣。但是黑暗星雲仍然有低溫分子或塵埃的輻射。暗物質則完全不發光，仍有待探究其性質。
中子星有強大磁場，表面的電子受到加速放出角度集中的「同步輻射」，發射的光束如果對著地球，我們就能偵測到電波。隨著中子星自轉，這些電波訊號就像燈塔的燈光間隔明滅，這些稱為「脈衝星」。有種脈衝星的強大重力場會摧毀鄰近的伴星，因此擬如吃掉性伴侶的某類「黑寡婦蜘蛛」，這類星體俗稱「黑寡婦脈衝星」。
看來宇宙社會也有很多黑暗面。
作者介紹｜陳文屏
地球人，天文學家，現任教於國立中央大學天文研究所並曾任所長。主要觀測天文學方向研究；並積極推動天文教育。 （相關報導： 外星人究竟存不存在？牛津大學這個最新研究，可能會讓你大失所望… ｜ 更多文章 ）
本文經授權轉載自聯經出版 《星空50講：帶你探索宇宙》責任編輯/陳怡蓁
