大爆炸是描述宇宙起源和演化的宇宙學模型。這個模型得到了當今最廣泛、最準確的科學研究和觀察的支援。宇宙學家通常所說的大爆炸是指宇宙在過去有限的時間之前，從一個密度極高、溫度極高的初始狀態演化而來。

根據2015年普朗克衛星獲得的最佳觀測結果，大爆炸約在137億年前，一直在不斷膨脹到現在的狀態。大爆炸模型的框架是基於愛因斯坦的廣義相對論，在求解方程時做了一些簡化。

宇宙早期形態

1922年，蘇聯物理學家亞歷山大弗裡德曼用廣義相對論描述了流體，從而給出了這個模型的場方程。1927年，比利時物理學家喬治勒邁特已經透過求解弗裡德曼方程在理論上提出了同樣的想法，1929年，美國物理學家埃德溫哈伯透過觀測發現，地球到遙遠星系的距離與這些星系的紅移成正比，從而推匯出宇宙正在膨脹的觀點。哈勃的觀測表明，所有遙遠的星系和星系團在視線速度上都離我們的觀測點很遠，距離越遠，它們的迴歸速度越快。如果星系和星團之間的距離在增加，這意味著它們在過去很近。

從以上觀點出發，物理學家進一步推測，在過去，宇宙處於極高的密度和溫度狀態，類似條件下大型粒子加速器的實驗結果有力地支援了這一理論。但是由於目前的技術原因，粒子加速器所能達到的高能範圍還是非常有限的，所以到目前為止，還沒有證據可以直接或者間接描述宇宙在膨脹初期極短時間內的狀態。所以大爆炸理論無法描述和解釋宇宙的初始狀態。事實上，它所能描述和解釋的是宇宙在初始狀態後的演化圖景。宇宙中氫的觀測丰度與理論預測的早期宇宙快速膨脹和冷卻過程中最初幾分鐘核反應形成的這些元素的理論非常接近。

宇宙大爆炸

透過廣義相對論對宇宙膨脹的時間反演，可以得出宇宙在過去有限的時間之前處於無限高密度和溫度的狀態。這種狀態叫做奇點，奇點的存在意味著廣義相對論在這裡不適用。但是，藉助廣義相對論，我們能在多大程度上理解接近奇點的物理定律，這還是有爭議的。肯定不會早於普朗克時期。宇宙極早期的這種高溫高密度階段被稱為“大爆炸”，被視為我們宇宙的誕生期。透過觀測Ia型超新星測量宇宙膨脹，測量宇宙微波背景輻射的溫度起伏，測量星系間的關聯函式，科學家計算出宇宙年齡約為137億年。這三種獨立計算的結果是一致的，從而為具體描述宇宙中所含物質比例的模型提供了有力的證據。

宇宙

人們對大爆炸模型中極早期宇宙的狀態仍然充滿猜測。在大多數常見的模型中，宇宙在誕生初期是由均勻各向同性的高密度高溫高壓物質組成的，在非常早期的階段膨脹和冷卻速度非常快。膨脹後約10-37秒發生變化，導致宇宙膨脹，在此期間宇宙膨脹呈指數增長。當膨脹結束後，構成宇宙的物質包括夸克，以及所有其他基本粒子。此時宇宙仍然很熱，以至於所有的粒子都在做相對論性的高速隨機運動，粒子-反粒子對在此期間透過碰撞不斷產生和湮滅，以至於宇宙中的粒子和反粒子數量相等。直到過了一段時間，出現了一個未知的違反守恆的反應過程，使得夸克和輕子的數量略微超過了反夸克和反輕子的數量，這種機制導致了當今宇宙中物質相對於反物質的主導地位。

人類對宇宙的探索，目前還是存在著侷限性。科學技術的不斷進步和發展，相信有一天人類終會解開宇宙誕生之謎。