探索宇宙之谜：宇宙大爆炸之前发生了什么？

这是物理学家现在仍在努力解决的谜题。

在人类出现之前，恐龙就在地球上行走。在地球出现之前，宇宙中只有大量的气体和尘埃云漂浮出来。在存在宇宙之前……好吧，在此之前物理学家将大量墨水泼洒了过来。我们不知道大爆炸诞生宇宙之前发生了什么，但是科学界最聪明的人有很多有趣的理论。

这些想法有时会有些不同，但有时会大相径庭，但是他们几乎都同意至少发生了“大爆炸”。大爆炸理论说，我们的宇宙始于一个无限的引力和密度点，称为奇点。然后，在万亿分之一秒的万亿分之一秒中，它向外爆炸，体积加倍，再加倍，以比光速还快的速度，这种现象被物理学家称为膨胀（通常，没有什么可以比光速快。不过，这空间本身的扩张，因此它可以变通。）

大爆炸发生了，一件事导致了另一件事，现在你在这里。但是我们关心的是之前发生的一切。最初是什么导致有了奇点？

一个解释需要具有持久的生命力，它需要解决物理学家一直困扰的一些问题。最大的一个吗？宇宙的熵低得令人吃惊，是无序的技术术语。例如，一个冰块的熵很低，因为其中的水分子排列有序。一旦冰融化，这些分子就不会自发地重新形成立方体。一切都朝着混乱的方向发展，而不是相反。但是，如果真是这样，宇宙应该是杂乱无序的亚原子粒子的均匀分布。原子是如何形成分子的？气体和尘埃云是如何形成恒星，行星和星系的？唯一的解释是，宇宙诞生时的熵甚至低于今天。结果如何？

这些是大爆炸发生之前的理论的一些主要竞争者。

一个更早的宇宙坍缩成一个奇点，形成了我们自己的宇宙。这个被称为“大反弹”的想法最早是由普林斯顿大学的研究员罗伯特·迪克和詹姆斯·皮布尔斯在20世纪60年代提出的。一些支持这一观点的人说，我们的宇宙是无限的，正在经历一个无穷无尽的坍缩和膨胀循环(这意味着我们只是在等待另一次坍缩)。批评者说，熵的原理不允许宇宙坍缩成一个奇点然后再出来，而支持者承认这需要一些新的物理学来解释。但是，正如我们将看到的，许多其他的前大爆炸理论也是如此。

宇宙在休眠，直到有什么东西使它运转起来。这种观点认为，大爆炸前的宇宙是一个小的、平坦的、高压的“亚稳”空间，在它找到一种更稳定的状态之前是稳定的——就像一幢由纸牌搭成的房子可能永远都是固体的，直到一阵微风吹过。在某个时刻，“微风”确实出现了。它不再是亚稳的，膨胀成为我们所知的宇宙。这个理论没有打破熵定律，但它也不能解释熵在我们当前宇宙中的问题。

从来就没有什么奇点。相反，宇宙中所有的能量都被束缚在空间的结构中。这个理论被称为膨胀假说，它说的是这个所谓的“膨胀场”中的波动导致了一个巨大的能量膨胀，这使得它以难以置信的速度膨胀。这种指数增长的爆发会以原始引力波的形式留下证据——不是LIGO在发现的大引力波，而是其他项目(包括BICEP2实验)一直在寻找的宇宙微波背景中的微小印记。我们可能还没有发现这一现象的证据，但大多数宇宙学家认为它最好地解释了宇宙的低熵以及其他一些宇宙怪癖。

我们只是多元宇宙中的一个宇宙。这个理论是暴涨假说的一个分支，它认为导致暴涨的元素也会导致一系列更小的、低熵的宇宙的产生。不幸的是，所有这些宇宙将彼此隔绝，所以我们永远无法探测到它们。一些科学家对此并不满意，原因很明显。

最终，我们可能永远无法确定宇宙是如何开始的。但是宇宙学家也不是抓救命稻草。至少为了加深我们对爆炸前宇宙的理解，还有很多工作要做，在这个过程中，最有力的假设将会胜出。