大爆炸前的宇宙是怎樣的？

根據霍金的奇點定理，回答總是：“不存在大爆炸之前。宇宙連同空間、時間及其物質和能量都誕生於大爆炸時密度和曲率無限大的奇點。”

常有人問：“大爆炸之前的宇宙是怎樣的？”

根據霍金的奇點定理，回答總是：“不存在大爆炸之前。宇宙連同空間、時間及其物質和能量都誕生於大爆炸時密度和曲率無限大的奇點。”不過，暴脹宇宙理論的提出和暗能量的發現突破了奇點定理，所以這個回答不一定正確。那麼除此以外，還有哪些可能呢？

這是個高度猜測性的命題，科學家設想了許多模型。下面舉幾個有趣的例子。

首先是迴圈宇宙的模型。愛因斯坦在20世紀30年代曾經認為，宇宙在膨脹和收縮—或者說大爆炸和大擠壓之間進行迴圈，這就是迴圈宇宙或者振盪宇宙。在這種模型中，宇宙會在大擠壓中結束，然後就像神話中在灰燼裡重生的鳳凰，每次大擠壓後又重新發生大爆炸，開始新的一輪膨脹與收縮。但是，美國物理學家托爾曼提出了疑問：按照熱力學的“熵增加原理”，這樣的迴圈每進行一次，迴圈的週期和幅度必須變得更長、更大。倒過來看，前一次的迴圈就一定更短、更小，結果似乎回到了大爆炸的奇點。目前還很難確定這種迴圈會不會發生，會以怎樣的形式發生。因為用來描述宇宙演化的理論主要是引力理論，當宇宙變得非常小時，必須同時考慮量子效應，這就需要首先發展出一套完備的量子引力理論。

近幾十年來，一種量子引力的候選理論——超弦理論悄悄興起。建立在弦論基礎上的迴圈宇宙開始流行，這就是膜宇宙模型。弦論允許我們將宇宙描述成高維空間中的一張三維膜。這張膜可能會跟另一張完全平行的膜發生週期性的碰撞和反彈，碰撞過程類似於大爆炸，但不會產生無窮大的奇點問題。碰撞釋放的能量轉化成基本粒子，然後逐漸演化出各種天體結構，甚至智慧生命。但每一次碰撞都會把上一輪宇宙中的一切結構統統抹去，於是宇宙在碰撞和反彈之間一次次迴圈。

還有一種有趣的模型就是混沌暴脹模型。現在的天文觀測表明，宇宙在誕生之初很可能經歷了一次暴脹，然後逐漸安靜下來，產生了眾多的星系乃至人類本身。但是，物理學家林德在1986年提出，暴脹一旦發生，就永遠無法停止。因為暴脹會讓空間急速膨脹，隨著空間迅速變大，無處不在的量子漲落可能會引發空間的局部發生新的暴脹，進而讓這部分空間變得更大，然後又在其中的某個地方引發新的暴脹。在這樣的模型中，永恆的暴脹就像一鍋沸騰的開水，我們的宇宙只是其中一個氣泡。這個氣泡幸運地停止了暴脹，最終演化成一個有血有肉的宇宙。這個宇宙之外，可能還存在別的氣泡宇宙，這樣的氣泡還在不斷地冒出、長大。逆著時間往回看，我們的宇宙可以追溯到一次暴脹，而這次暴脹又可以追溯到另一次暴脹。這個追溯過程也許可以無限地進行下去。

關於大爆炸之前，理論家們各執一詞。人們希望從宇宙微波背景輻射的精確測量中獲得更多資訊，用來甄別理論的真偽。且看誰會笑到最後。