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支持大爆炸宇宙理论的主要有以下三大观测事实：第一件观测事实是20世纪20年代哈勃关于星系光谱“红移”的重大发现。第二件观测事实是1964年，美国科学家彭齐亚斯和威尔逊测量某一区域星系发射出的电波强度，在7.35cm波长上他们收到了相当大的且与方向无关的微波噪声。在随后一年里，这种微波噪声无变化。研究表明，这种微波背景辐射就是宇宙早期“原始火球”高温热平衡辐射留下的遗迹。第三件重要观测事实是在地球上氦元素很少，但在宇宙中，其含量高居第二，仅次于元素氢。计算表明，氦不可能是在一代代恒星生生灭灭的过程中产生的，只能是由宇宙形成时的原始物质组成的。根据热大爆炸宇宙理论推算，现今宇宙中，9/10的氦都是在宇宙诞生后最初3min内形成的。