宇宙成为今天的样子，这一切都取决于大爆炸的3分36秒，没错宇宙这138亿年的历史，都是在那一个瞬间决定的。
宇宙是由什么构成？如果按照爱因斯坦的相对论E=mc²，质量和能量是能够相互转化的，也就是说宇宙当中的质量其实也一种能量，或者说是能量的另外一种形态。
这是不是和以前物理课当中所学不一样呢？在以前的中学课本当中，认为我们的世界主要由物质组成的，物质的质量主要集中在原子核当中，原子核由质子与中子构成……
也就是说宇宙当中绝大部分的物质都是由质子和中子这两种物质组成的，科学家们观测发现，质子和中子的比例大概是7:1，也就是说7个质子对应一个中子，为什么会有这么一个奇特的比例呢？
在自然界当中，中子是一个极其不稳定的物质，如果没有被吸纳到原子核当中，而是独立存在的话，那么它就会自动释放出一个电子，从而衰变成为一个质子，这个过程也叫β衰变。那么最初的这些中子是从哪儿来的呢？是宇宙最初的3分36秒时候产生的。
3分46秒那一刻
我们的宇宙最初是由一个非常高温度，而且密度也非常高的物质膨胀生成的，温度有多高呢？在宇宙最初膨胀的那0.01秒，温度高达1000亿℃，现在我们所能够观察到最高温度-太阳，也只有6000℃，这最初的宇宙温度超过太阳的16000万倍，这是超越我们想象的温度。
在这么高的温度下，原子核根本无法稳定存在，此时宇宙充满了各种高能粒子，哪怕质子和中子偶尔能形成原子核，也立马遭到冲击，而被撕裂成碎片，所以此时的质子和中子都能够形成“单身”的状态。
在这1000亿℃下，中子和质子也能够互相转化，质子能够变成中子，中子也能够变成质子。如果一个质子被有足够能量的电子撞击就会变成中子，反过来电子逃逸也会形成质子。在这最初的0.01秒，宇宙当中充满了这种高能量的电子，它们能够对所有的质子和中子形成不断地冲击，所以此时质子与中子的数量是各占50%。
那么质子和中子如何形成了我们现在7:1的状态呢？随着宇宙的膨胀，宇宙当中的温度也会不断降低，宇宙半径每膨胀一倍，温度也会随之下降一半。温度的降低也意味着宇宙当中粒子能量也在不断降低，没有足够能量的电子冲击质子，导致质子和中子相互转换成了单向通道。也就是说随着温度降低，以前的双向通道回去的路被堵死了。
大概宇宙大爆炸14秒钟的时候，宇宙温度由1000亿℃下降到30亿℃，质子和中子的比例大概是5:1，而且宇宙当中的电子和正电子开始大规模的互相消灭。在这很短时间里，宇宙当中电子减少了99%以上，从此之后，质子与中子基本上不再相互转化了。
由于中子是一个极不稳定的物质，就算没有电子撞击它，它依然会发生β衰变而变成质子，在这个单向通道中，大量的中子变成了质子，如果一直衰变下去，全部的中子都会消失，那么中子如何稳定下来的呢？
如果质子和中子能形成原子核，也就是它们能成家，也就稳定下来了。最稳定的家庭结构是什么样子呢?也就是两个质子加上两个中子，这个“四人”组成的家庭最为稳定，也就是氦的原子核。如果想让它们稳定，就必须让温度降下来。
而且宇宙的温度必须在所有中子衰变成质子之前，让质子和中子能够组成家庭。如果全部是质子会有什么效果呢？宇宙当中除了氢以外，没有任何其他的化学元素了。
当宇宙来到3分46秒，宇宙温度达到9亿℃的时候，一个质子和一个中子可以初步形成个稳定的原子核，最初的家庭形成之后，一个稳定的“四人”家庭也会马上形成。也是在这3分46秒幸运的时刻，宇宙当中，中子还未全部衰变的时候，也就是宇宙当中大概剩下13%中子的时候，所有的中子都被结合到原子核当中。从这一时刻开始，宇宙当中质子与中子比例不再发生变化，宇宙当中质子与中子7:1的原因。
宇宙大爆炸的证据
我们现在都知道宇宙是由氢和氦组成的，两者的比例大概是3:1，为什么会形成这样的比例呢？还是因为在这3分46秒的时候，质子和中子形成了7:1的比例，当所有的中子都形成氦原子之后，剩下的质子只能形成氢原子了。
在宇宙大爆炸提出的早期，很多科学家提出了质疑，认为这是在玩数字配方的游戏，因为你不可能回到宇宙诞生的那一刻，也不可能达到1000亿℃，这是一项不可检验的理论。
同时大爆炸理论预言了著名的“宇宙背景辐射”，也就是在宇宙诞生38万年之后，随着温度的进一步下降，剩下的电子会跟原子核相互结合，形成完整的原子。没有了自由电子的阻碍，光可以第一次穿过透明的宇宙，从而在天空当中留下3000℃的辐射。在1964年，两位物理学家无意当中发现了这种辐射，随后获得了诺贝尔物理学奖。
那么宇宙大爆炸数据是如何测出来的呢？伟大科学家哈勃，估计很多人都听说过他，人类第一台太空望远镜就是以他的名字命名的。哈勃提出星系离地球的距离，和它相对于地球运动的速度之间的比例关系。
要测量星系离地球的距离，要通过特别的恒星，造父变星，这是一种不稳定的恒星，它会处于一种周期性地膨胀与收缩，它们的亮度也会随之改变。19，美国哈佛大学天文台的一位聋哑志愿者莱维特，通过研究麦哲伦星云中25颗造父变星的照片资料，获得了一个宇宙级别的大发现，那就是：造父变星的闪烁周期和它的亮度有紧密的关联性，而亮度又与观测距离有紧密的关联。
你看，问题一下就变得简单了，当我们想知道一个星系离地球有多远时，只需要找到这个星系中的一颗造父变星，观察它的闪烁周期，我们就知道星系离我们的距离了。造父变星因此被称为“宇宙灯塔”。哈勃正是使用这种方法，测出了许多星系离地球的距离。
大部分的星系离地球都是上百万光年，如何测量它们远离地球的速度呢？这还要提到“多普勒效应”。什么是多普勒效应呢？如果你观察青蛙在水中游泳，会有不同的波传到岸边，当青蛙离岸边越近，那么水波的间隔就会越短，也就是波长会变短。当物体在向着观察者运动的同时发出一个波，观察者感觉到的波长比实际的缩短了，并且速度越快，波长就越短；反过来，当物体离开观察者运动时，观察者会感觉波长变长了。
因为光也是一种波，测量星系速度的问题也就变得简单了，我们只需要检测遥远星系的光谱，看看它们发出光波的波长，就知道它们的运动状态和速度了。根据哈勃定律，不仅证明了宇宙正在膨胀，还说明了如果我们把时间倒退回去，不管处在任何地方，多远的星系都会在同一时间回到同一个点，这就是宇宙大爆炸的直接证据。
宇宙成为今天的样子，这一切都来自于大爆炸的3分46秒，也正是这短短的几分钟，为之后宇宙138亿年的历史打下基本底色，也决定了整个宇宙的终极命运。
