“據說天下沒有免費的午餐，但宇宙是終極的免費午餐。”——阿蘭·古思

艾倫·古斯是美國著名的理論物理學家，也是宇宙暴漲理論的創立者，他的這句話正是對宇宙大爆炸理論起源問題的一個形象的闡述。而暴漲理論也在一定程度上彌補了大爆炸理論的不足和關於起源問題的尷尬！下面我們就說下暴漲理論都說了什麼？解決了哪些問題？並且告訴了我們在大爆炸之前是什麼？

我們已經無數次地談論過大爆炸理論，以及為什麼這個理論目前已經成為關於宇宙起源的主導理論。並不是說大爆炸理論是絕對正確的，而是這個理論是我們唯一能解釋以下三個觀測現象的宇宙觀點：

1、哈勃的宇宙膨脹。

當我們觀察遙遠星系的時候，我們發現離我們越遠的星系，遠離我們速度越快！在20世紀的時候，人們就已經意識到這個現象的根本原因是：空間本身在膨脹！

這也意味著按照目前遙遠星系的退行速度，在不久的將來這些星系都會加速消失在我們的視野之中。毫不誇張的說，在未來地球上的人類，只會看到宇宙中只有一個星系，那就是我們本星系群合併後的巨大橢圓星系！到時這種情況真的不敢想象。到時的人類沒有任何可觀測資料去了解宇宙。

所以在邏輯上，就算我們不是什麼物理學家，讓我們自己推理，我們也能知道宇宙現在再膨脹，那麼在過去宇宙肯定更小！

那麼更小的宇宙會導致什麼後果？如果宇宙在過去空間更小，密度就更大，當然溫度也更高，所以下面的問題就是：當宇宙變得足夠熱得時候會發生什麼？

如果你加熱普通物質，只要溫度足夠高原子就會被電離，因此宇宙在過去的某個時期就是原子核和電子的等離子體！當原子從電離等離子體變成中性氣體的時候，宇宙的高溫輻射會穿過中性原子在空間中自由的傳播，我們說這是熱大爆炸的“餘輝”。經過漫長的旅途這些能量應該已經轉移到了紅外線，或者更遠的微波波段。以上都是非常符合邏輯得推理，你覺得呢？

2、這是宇宙微波背景輻射

宇宙微波背景輻射在1964年由阿諾·彭齊亞斯和R·威爾遜首次發現，當時由於技術的限制，人們並沒有在微波輻射中觀察到溫度的波動，全天溫度完全一致，這就給人們造成了很大的困擾，物質分佈的如此絕對均勻，那麼恆星、星系、星系團這些結構怎麼形成？

所以上圖為上世紀90年代COBE衛星對微波背景進行的精確測量，測量的結果不僅證實了大爆炸餘暉確實存在，而且證實了微波輻射的溫度和光譜型別（黑體輻射）與大爆炸所預測的完全一致！再到後來的WMAP（各向異性探測）和普朗克衛星更是精準的測量了微波輻射中的微小波動！

事實上，如果我們再往回看，會看到什麼？宇宙的溫度高到可以摧毀單個的原子核，以至於宇宙只剩下質子、中子、電子和輻射粒子！

當宇宙冷卻到質子和中子可以穩定的結合在一起形成原子核，而不會被輻射粒子（光子）炸開的時候，我們就可以對核聚變的數量和型別做出非常精確的預測。所以下面就是第三條！

大爆炸理論可以準確的預測普通物質相對於光子的密度，以及其他核合成的元素相對於氫的丰度，通過我們對微波輻射光譜的測量，我們發現的輕元素丰度和理論預測驚人的一致！這是其他宇宙模型做不到的，所以大爆炸目前是我們宇宙演化的主導理論。

大爆炸沒有解釋的問題

大爆炸並不那麼完美，它也有很多東西沒有解釋。例如……

宇宙為何如此平滑？甚至在大爆炸開始的時候宇宙就一樣表現得很平坦了，宇宙大體上表現得平滑均勻，但上文中說得全天一致的微小波動是怎麼出現的？為什麼會有恆星、星系、星系團這樣的結構等等？

這是一個很好的問題，但大爆炸本身並沒有回答這個問題。那麼還有哪些問題是大爆炸回答不了的呢？

為什麼宇宙在空間上是平坦的?

原則上，宇宙可以是任何形狀或曲率，因為在廣義相對論中，物質和能量決定了空間的曲率，在宇宙非常年輕的時候，物質和能量密度可以使空間呈現出任何形狀，而我們從實驗中發現空間非常平坦。事實上，即使是我們今天測量微波背景的溫度波動。

我們發現在我們可觀測宇宙930億光年的範圍內宇宙的曲率小於2%，真的挺平的！其實也有很多小夥伴會問這麼一個問題，都說宇宙一開始物質能量密度極大，那為何沒有重新塌縮在一起形成黑洞？這就是因為從大爆炸時期物質和能量的密度就已經處在了，讓空間平坦的臨界值，這一點很讓人費解，是什麼在微調空間的曲率？是什麼導致了空間如此平坦？

宇宙微波背景在空間的各個方向都有大致相同的溫度。為什麼會這樣呢？宇宙一端的物質與另一端的物質是完全分離的，從誕生到現在一致如此，彼此之間從來沒有交流和資訊傳遞。但是它們的溫度卻是一樣的！按照我們的常理兩個物體之間要有一致的溫度，畢竟經過熱傳遞，至少要有接觸，微波輻射的溫度在930光年的範圍都是一樣的，就好像它們一直在互相接觸一樣。這是怎麼回事？大爆炸沒有說。

那些奇怪的東西（奇異粒子）在哪?

如果我們的高能理論是正確的，宇宙不應該只有微波背景和豐富的輕元素，還應該有一堆非常奇怪的遺蹟，如磁單極子、宇宙弦和其他拓撲缺陷。然而，至今還沒有發現一個。

以上的問題都是大爆炸無法回答的問題，任何一個像阿倫·古斯一樣的理論物理學家，都需要找到一個新的理論來解決所有的這些問題，而新的理論就需要做一個好的科學理論都會做的事情：提出一個新的預測！

這就是宇宙暴漲理論。是它創造了大爆炸高溫，密集，膨脹的狀態，宇宙一開始只存在真空能量，真空能量發生的量子漲落使宇宙在各處以微小的區域開始暴漲（以指數級的速度暴漲），暴漲結束後，真空能量衰變到物質中，創造了大爆炸的初始階段，並且一部分真空能量被鎖定在了空間中，這就是我們現在說的宇宙常數：暗能量！在這個過程中暴漲做了以下事情：

最後一點尤為重要，因為這些波動不僅在宇宙微波背景中是可以測量到（但在1979年古斯提出暴漲理論時還沒有能力測量），而且在我們宇宙的大尺度結構中也是如此！

所以當我們測量微波背景輻射和大規模的結構時，我們發現這些微小的波動與暴漲理論的量子漲落預測相符！

如果非要說個正確與否的概率，目前認為暴漲理論在解釋宇宙起源問題上有98%的可能性是正確的！

這也意味著，我們目前看到的一些宇宙起源的時間軸影象，都存在一些缺失或者至少不應該把熱大爆炸放在宇宙暴漲的前面？這就是很多人都在問的一個問題，大爆炸之前是什麼？目前的答案是：真空能量下的宇宙暴漲！

遺憾的是我們不知道在宇宙暴漲之前發生了什麼，而且就宇宙暴漲的性質而言，我們永遠也不會知道在這之前發生了什麼，因為暴漲還有一個名字叫無毛定理。也被稱為宇宙視界，和黑洞視界沒什麼兩樣，空間的指數膨脹抹去了之前的一切！至少在目前來說，這是物理學允許我們知道的關於宇宙最古老的事情。

總結一下

暴漲是大爆炸發生的原因。根據我們所看到的，暴漲將宇宙空間拉平，使宇宙在各個方向上的溫度相同，消除了之前存在的一些奇異粒子，並在所有的尺度上創造適當的波動（無論大小尺度）成長為我們現在擁有的恆星、星系和星系團。這就是大爆炸之前，這就是我們關於宇宙所能知道的最古老的故事！