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艾倫·古斯的宇宙膨脹模型(1979年)表示,宇宙在我們稱之為大爆炸的熱密狀態之前,至少在瞬間內膨脹了80倍。
這種膨脹是由排斥的真空能量驅動的。當這個真空衰變時,它轉化為成為一切的超熱等離子體。膨脹的真空不需要事先存在空間或時間。僅僅1公斤這種物質的量子波動就足以產生一個宇宙。古斯稱之為“終極免費午餐”。一旦膨脹開始,它就變得永恆。它不斷無限地產生口袋宇宙。我們的宇宙就是其中之一。
羅傑·彭羅斯的共形循環宇宙學(2005年)採取了不同的方法。
他認為宇宙是一個無限序列的“世代”中的一個。當一個宇宙膨脹到所有物質衰變為輻射時,距離變得毫無意義。在那個時候,無限大的垂死宇宙在數學上與下一個宇宙的無限小誕生是相同的。來自前一世代的黑洞在我們的宇宙微波背景中留下了溫度模式的痕跡。彭羅斯聲稱在數據中找到了這些“霍金點”。其他物理學家對此提出異議。
迴圈量子宇宙學用“宇宙反彈”取代了大爆炸。
在2006年,阿布哈伊·阿什特卡的團隊顯示,量子重力效應在極端密度下產生排斥力。收縮的宇宙不會崩潰到奇點。它會反彈。演化是單位的。前一宇宙的一些特性會延續下來。其他特性則因量子不確定性而喪失。
斯蒂芬·霍金的無邊界提議(1983年,與詹姆斯·哈特爾合作)完全解決了這個問題。
在“虛時間”(一種數學變換,而非科幻小說)中,宇宙沒有邊界或邊緣。時間變得像空間的一個維度。問大爆炸之前發生了什麼,就像問南極以南是什麼。幾何形狀簡單地圓滑掉了。
這些模型之間的共同主題是:大爆炸奇點是廣義相對論的失敗,而不是現實的描述。當你將方程式反向運行到無限密度和溫度時,你已經離開了這些方程式適用的範疇。每位認真的物理學家都知道這一點。“時間的開始”這一框架只是教學上的便利。
真正的物理問題不是“之前發生了什麼”。真正的問題是:宇宙膨脹是否能做出可測試的預測?(是的,CMB模式匹配。)我們能否檢測到來自反彈或前一世代的引力波?(也許,實驗正在進行中。)哪種量子重力理論正確描述普朗克時期?(未知,弦理論、迴圈量子重力等競爭。)
信息圖的時間線對我們能夠自信建模的內容是準確的。在10^-43秒之前的一切都是物理學對自身極限的誠實。
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