大爆炸之前的宇宙
大爆炸之前的宇宙
宇宙是137亿年前从一个极小的点——奇点诞生的，首先出现了时间和空间、质量和能量，然后由微小的粒子聚集成大团的物质，最终形成巨大的恒星、行星和星系等。在大爆炸发生前，宇宙中没有物质，没有能量，更没有生命，甚至没有时间和空间，所以，谈论大爆炸之前的宇宙是没有意义的。这就是宇宙的大爆炸理论告诉我们的宇宙图景。
大爆炸理论拒绝回答大爆炸之前的事情。但是，宇宙给大爆炸理论出了一个难题，使一部分天体物理学家开始背叛大爆炸理论，他们开始思考大爆炸之前的宇宙是什么样子。
均匀宇宙难题
如果宇宙确实如大爆炸理论所说，从一个无限小的奇点向外膨胀而产生，那么从大的尺度说，宇宙中不同区域的性质应该不一样，起码空间中物质的密度就应该有所不同。然而，宇宙却让持大爆炸理论的人很失望，从大尺度看，宇宙中各处具有高度的均匀性，不同地点的性质几乎是一致的，就好像相距几十亿光年远的时空能互通消息，“统一着装”一样。这怎么可能呢？
一开始，大爆炸理论的支持者辩解说，这是由于我们的观测范围太小造成的。在地球周围局限的空间中，各个区域的性质虽然不同，但是差别微弱，难以观察到。但是，随着望远镜技术的日新月异，人类能观测到的宇宙范围也越来越广阔，却始终没有察觉到大爆炸理论所预言的宇宙差别。
于是，科学家们只能承认，宇宙空间各个区域在诞生伊始，就被赋予了完全相同的性质，以至于当宇宙继续膨胀时，相距遥远的区域的特点基本相同。但是，这个结论却与大爆炸理论中关于奇点的描述发生了冲突。
大爆炸理论虽然目前还占据着宇宙学的主流，但是根基却发生了动摇。
奇点可能不存在
20世纪末，随着一个新兴的物理学理论——弦论的兴起，天体物理学家终于有了修正甚至颠覆大爆炸理论的有力武器。简单地说，弦论认为，宇宙中的基本粒子并不是点状的，而是无限细的量子弦，即一个一维的实体。由于弦的振动模式不同，就产生了各种特征不同的粒子，进而产生了大千世界。
量子弦有个重要特征，就是它的尺度是不为零的。我们可以把一根小提琴的琴弦一分为二，再继续一分为二下去，似乎只要我们的刀子足够锋利，就可以无限地切割下去。但是根据弦论，当分割到一定程度时，最微小的量子弦就不能再被分割了。这就决定了物质的尺度有一个下限，不可能有比这个下限更小的物质。
很快，一些物理学家就发问了：根据弦论，奇点是怎样的？把我们现在的宇宙逆着时间往回追溯，宇宙中的所有物质会逐渐聚集，宇宙也越来越小，缩小到奇点。所谓奇点无限小的说法，根据弦论是不成立的。或者说，大爆炸理论所预言的奇点，其实不可能存在于宇宙中，不论何时何地。
来源：大科技·科学之谜
