宇宙大爆炸之前是什么？

據(jù)國外媒體報道，宇宙大爆炸是解釋宇宙形成過程的最主流理論之一，根據(jù)該理論，大約137億年前，整個宇宙都是以一個奇點的形式存在，但隨之而來的還有另一個更棘手的問題：宇宙大爆炸之前究竟是什么?

這個問題困擾天文學界已有至少1600年之久了。公元4世紀的神學者圣奧古斯丁認為，《圣經(jīng)》中的“創(chuàng)世紀”一詞暗示著上帝在此之前從未創(chuàng)造過任何東西，他還指出，上帝并不是在某個特定的時間創(chuàng)造世界的。事實上，宇宙和時間是同時誕生的。

而在20世紀初，愛因斯坦的廣義相對論也得出了類似的結(jié)論，認為質(zhì)量會影響時間，比如行星的巨大質(zhì)量會讓時間發(fā)生扭曲，因此對地球上的人而言，時間流逝得要比衛(wèi)星上稍慢一些。這種差別極其微小、無法察覺，但確確實實是存在的。

在該理論基礎(chǔ)上，比利時宇宙學家喬治·勒梅特在1927年發(fā)表的一篇論文中提出，宇宙最初是一個奇點，由于發(fā)生了大爆炸而迅速擴張。按照這個邏輯，“宇宙大爆炸之前存在什么”這個問題本來就問得不對，因為直到原始奇點擴張到了如今的大小和形狀后，才有了時間的概念。

那這個問題解決了嗎?還差得遠呢!

在愛因斯坦逝世后的幾十年間，伴隨著量子物理和一系列新理論的問世，人們針對大爆炸之前的宇宙提出了各種各樣的問題。

有一種理論提出，我們?nèi)缃袼幍倪@個宇宙也許是另一個更古老宇宙的“后代”。一些天體物理學家推測，我們也許可以從大爆炸留下的殘余輻射中找到相關(guān)證據(jù)，這些殘余輻射就是所謂的“宇宙微波背景”。

天文學家在1965年首次觀測到了宇宙微波背景，很快科學家就發(fā)現(xiàn)，它的存在對大爆炸理論造成了一些問題。不過這些問題很快就得到了解決，因為科學家們在1981年提出了宇宙膨脹理論，該理論提出，宇宙在誕生后的瞬息之間發(fā)生了極速擴張，宇宙微波背景的溫度和密度波動也是源自于此，不過根據(jù)該理論，這些波動在整個宇宙范圍內(nèi)應(yīng)當一致才對。

▲圖為普朗克太空探測器傳回的宇宙微波背景圖，即大爆炸產(chǎn)生的輻射殘余。

但事實并不是這樣。最近的宇宙測繪結(jié)果顯示，全宇宙的微波背景分布并不均衡，各個區(qū)域的波動有多有少。一些宇宙學家認為，這說明我們目前所處的宇宙的確是從“母宇宙”中萌生出來的，就像一個從大氣泡中冒出來的小氣泡一樣。

而混沌膨脹理論甚至更進一步，認為母宇宙會不斷冒出新的小氣泡，每個小氣泡都會不斷膨脹、形成一個全新的宇宙;而這些新形成的宇宙又會不斷孕育新的小氣泡，形成無窮無盡的多重宇宙。

不過，其它模型主要關(guān)注的還是大爆炸發(fā)生前的奇點問題。我們可以把黑洞想象成太空中的垃圾壓實機，最開始也許就是它們將整個宇宙壓縮成一個奇點的，因此從理論上來說，我們目前所在的這個不斷擴張的宇宙也許是從與另一個宇宙的黑洞相連的白洞中吐出來的。白洞是一個假想天體，形式與黑洞剛好相反，它會不斷吐出物質(zhì)和能量，就像一個“宇宙排氣閥”一樣。一些科學家提出，我們的宇宙或許就誕生于某個黑洞內(nèi)部，并且在我們的宇宙中，每一個黑洞中也都存在一個單獨的宇宙。

但也有一些科學家認為，宇宙的開端并不是“大爆炸”，而是“大反彈”。

大反彈

很久很久以前，中世紀時期的印度哲學家們曾經(jīng)認為，宇宙正在經(jīng)歷一個“創(chuàng)造——毀滅——再創(chuàng)造——再毀滅”的無限循環(huán)。有趣的是，一些當代科學家提出的想法與之不謀而合，認為宇宙的擴張和收縮是一個循環(huán)，每次收縮到特定大小之后，便會發(fā)生反彈、再次擴張。

按照大反彈理論，每次循環(huán)都是以一個平滑的小宇宙開始的，但不可能只有奇點那么小，隨后，這個小宇宙會逐漸擴張，變得越來越大、越來越扭曲，最終當它大到一定程度后，便會開始坍縮，同時不斷變得越來越平滑，最終縮小到開始時的體積，然后再周而復始、重新開始一次相同的循環(huán)。

大反彈理論要想成立，就要想辦法繞開奇點的問題。英國物理學家羅杰·潘洛斯和霍金提出，就像恒星死亡后最終會收縮成一個黑洞一樣，宇宙如果不斷收縮，最終也會變成一個奇點。

為解決這一問題，大反彈模型將負能量作為整個理論的基礎(chǔ)，因為負能量能夠抵消萬有引力的作用、阻止宇宙坍縮，這樣宇宙和時空就能避免回到奇點狀態(tài)、維持“收縮——擴張——收縮——擴張”的循環(huán)了，每次循環(huán)時間約1萬億年。

大反彈理論可能與西方宗教文化的認知相去甚遠，因為該理論認為，在我們所知的這個宇宙誕生之前，時間就已經(jīng)存在了。但無論是大爆炸還是大反彈，“宇宙誕生之前存在什么”仍是一個無解的問題，也許在此之前什么都沒有，唯有一片虛無;也許是另一個平行宇宙、或者我們這個宇宙的另一個版本;也許是一片由無數(shù)宇宙構(gòu)成的“海洋”，每個宇宙都有一套獨特的物理法則。