宇宙在還沒有形成時是怎樣的？

當愛德溫?哈勃公開宣布宇宙是持續在膨脹的時候，愛因斯坦非常不安，據說他在廣義相對論中把宇宙常數稱作是他生命中最大的錯誤，他的錯誤在於他認為宇宙是個靜止不變的地方。宇宙空間的膨脹意味著，宇宙可以被重新追溯回一個奇點。目前理論認為，宇宙是從138億年前的那個奇點發生大爆炸之後誕生的。

然而，人們不禁要問，到底是什麼造成了這種宇宙大爆炸？或者說，在那之前存在什麼？

這個問題是在是太模糊了。物理學家通過仔細研究它的某些方面來縮小它的範圍，例如，推測先前的哪些現象會導致我們的宇宙展現它目前所擁有的特性。一個令人費解的特性是宇宙驚人的秩序。宇宙由於一些神秘的原因，顯示非常低的熵或無序，而且熵是隨著時間的流逝不斷增加的，那麼邏輯上來講宇宙就是從一個更小的熵開始。前大爆炸理論必須解釋為什麼它是這樣開始的。

在所有理論中，下面列舉了兩個最重要的例子。然而，這些都是推測，並不是經過驗證的事實，但它們背後有著合理性。

大反彈

一個有開端的宇宙意味著有結束。宇宙學家把這稱之為宇宙大坍縮，這是空間收縮的過程。在上述場景中，某個時間點，引力收縮大勝空間膨脹，並且把所有的質量拉向一個單一的點——奇點。

奇點是一個零體積和無限密度的區域，目前的理論無法解釋這樣的狀態。少數宇宙學家認為，這對孕育我們的宇宙而言就是一場大災難。根據宇宙大反彈理論，宇宙從先前宇宙所坍縮成的奇點中誕生。宇宙不斷重複膨脹與坍縮，我們現在的宇宙只是這其中的一個過程。

奇點是一個非常吸引人的宇宙現象，目前，沒有物理學理論可以解釋它的行為。不只是愛因斯坦的相對論會在這個無窮小的規模中崩潰，還有無限密度也超越了粒子物理學家對量子物理標準模型的理解。大反彈尤其違反廣義相對論，這裡好像沒有明顯的理由顯示為什麼宇宙會不斷重複膨脹與坍縮。有些人認為，目前的理論是不完整的，肯定會有一個大統一理論能夠解釋這樣的現象。

大反彈理論的支持者們預言，宇宙誕生是大爆炸循環的一部分。然而，大坍縮似乎是沒什麼希望會發生，因為暗能量正使宇宙加速擴張，最終的宇宙有可能會演變為熱寂的狀態。

多元宇宙

在二十世紀六十年代，天文學家探測到了宇宙微波背景輻射，這成了宇宙大爆炸理論的關鍵性證據。這是早期宇宙殘餘的熱量，它們是宇宙發出的第一束光，其波長現在已經被拉伸至微波。然而，宇宙學家對各向同性的宇宙微波背景輻射感到困惑，不知宇宙為何會如此有序。

物體通過把熱量傳給附近的物體或者是它們的周圍，直到降低了它們的溫度，以此來達到溫度平衡。然而，宇宙微波背景的各向同性看起來是不可能的，因為在巨大的宇宙範圍內想要達到溫度平衡會被光速限制，這是不可能瞬間實現的。

物理學家阿蘭?古斯推測，在宇宙從奇點誕生之後的最初階段，宇宙經歷了空間暴脹的過程，這能使整個宇宙的溫度達到平衡。根據暴脹理論，通過空間的指數式膨脹，溫度很快就達到了平衡。在宇宙暴脹的過程中，空間的膨脹速率超過了光速，所以宇宙溫度來得及平衡。需要注意到是，狹義相對論限制物體在空間中的運動速度超過光速，但空間本身的膨脹與此無關。

宇宙暴脹並不只是很好地解釋了宇宙早期過程，它還可以解釋是什麼導致了宇宙大爆炸的發生。空無的空間會不斷出現微小的隨機量子漲落，在那裡會突然出現一對正反虛粒子對，它們只能存在極其短暫的時間，很快就會湮滅掉。根據暴脹理論，正反虛粒子對發生湮滅之前，空間暴脹會把它們分開。

然而，物理學家在二十世紀八十年代發現，暴脹可能是永恆的，超過光速膨脹在某些區域會停止，但在其他區域可能還在持續。這暗示著多元宇宙的存在，我們的宇宙可能只是其中之一。多元宇宙為我們提供了一個令人信服的論據，說明我們這樣的低熵宇宙如何能夠擠過一個高熵宇宙。

平行宇宙意味著暴脹過程產生了無限宇宙，每一個宇宙都可能有不同的屬性和不同的物理學常數。我們的宇宙很幸運，各種物理學常數都恰到好處，如果它們發生一些偏差，我們就有可能無法存在。

至今，科學界已經達成共識，宇宙大爆炸是由一個奇點爆發的。在奇點裡，所有的物理定律都會失效。只有當我們發現了所謂的大統一理論之後，我們才有可能知道宇宙究竟是如何開始的，宇宙開始之前的狀態又是如何的。可能宇宙開始之前是什麼的答案很簡單，那就是虛無，什麼都沒有。

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