一场未知的极限之旅，一个纷乱的深奥之谜——宇宙大爆炸之前，到底发生了什么？“这部作品是知名科学作家克莱格的最新著作。正如克莱格所言：我们或许从未明确地回答过这个问题，宇宙大爆炸之前发生了什么？”----《出版人周刊》（Publishers Weekly）“克莱格遵从了卡尔·萨根的《宇宙》，史蒂芬·霍金的《时间简史》和蒂莫西·费瑞思的《银河系简史》。他分享了前辈们的热情、雄辩和解释复杂问题的能力，同时了囊括了过去十年间惊人的理论发展。这部作品值得任何想了解宇宙学的读者一读。”----《科克斯书评》（Kirkus Reviews）星级书评“在克莱格笔下，宇宙大爆炸理论彷佛是用创可贴黏起了万物。”----《波士顿环球报》（Boston Globe）安东尼·杜尔（Anthony Doerr）“趣味盎然的阅读过程。”----《新科学家》（New Scientist）关于宇宙起源的答案揭开宇宙诞生的最大秘密——关于宇宙的史前历史

宇宙大爆炸之前发生了什么？

现在到处是各种各样关于宇宙起源的理论，历代科学家、哲学家都被“宇宙万物从何而来”“宇宙如何诞生”所困扰。“大爆炸”即是近百年来最为广泛的看法：宇宙在过去有限的时间之前，由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的，并经过不断膨胀与繁衍到达今天的状态。当然这一理论，也遭到了一些科学家的质疑。他们认为，大爆炸并不是宇宙的开始，我们的宇宙此前就可能存在过。克莱格用半部作品探讨了大爆炸理论的各式问题（大爆炸何时发生，它的影响力，它的成因）。除此之外，他还探讨了燃素说。许多其他的宇宙起源理论假设存在周期性宇宙：这些周期性宇宙终于宇宙大收缩，接着是宇宙大爆炸。或者另有说法：我们的宇宙存在于一个巨大的黑洞中，以及宇宙中可以萌发另一个宇宙。大多数天文学家和科幻迷们对此都十分熟悉，克莱格用通俗易懂的语言将其娓娓道来，让读者沉浸在未知的极限之旅，进而一起探索这个纷乱而深奥的谜团——宇宙大爆炸之前，到底发生了什么。

在发生大爆炸之前，宇宙是什么样子的？

你有没有想过，都说宇宙诞生于一次大爆炸，那么宇宙在大爆炸以前是一个什么东西？是什么让它发生了大爆炸的？

说实话，我也不确定宇宙在大爆炸以前是什么，是什么让它炸的。但是，别急！这可不是什么抖机灵，

写科学我们是严肃认真的。我想说的是，“以前”这个概念，在物理学里特别是在量子世界里，并不像听起来那么简单——我会给大家解释。

在回答这些伟大的问题之前，让我们回顾一下138亿年前宇宙的开始。宇宙大爆炸其实并不是像烟花那样的爆炸，而是空间本身的迅速膨胀。起初，宇宙是无限小的一个奇点——注意无限这个概念，就像中学老师教我们的，“直线是无限长的”中的“无限”一样，没有尽头的。奇点是一个时空中完全无视物理定律的点，在那里没有牛顿力学，没有相对论，甚至没有因果关系，连过去和将来都不存在。

在这次快速膨胀之后，我们的宇宙就就开始冷却。在冷却的开始，由于宇宙的温度和密度都非常的大，电子游离了出来，这些电子使得光没法直线前行，只能散射。在经历了大约10万你后，宇宙的温度下降到3000度左右，电子和质子合成了氢，光才得以直线前行。

而这些最初、最古老的光子，在经历了138亿年的漫长旅行后到达了地球，被科学家们检测到，科学家们把这些光子称作宇宙大爆炸微波背景辐射。因为微波背景辐射，我们才可以侦测到宇宙大爆炸10万年之后的样貌，也显示了宇宙大爆炸后不断冷却的事实。

我们再回到奇点的讨论上。在我们周围的宏观世界里，所有的结果都必定会有原因，一棵树的倒下是有原因的，要么是被被风吹倒，要么被砍倒，反正总得有个原因。但是，如果你能像蚁人一样缩小到量子的世界里，你会发现前因后果是不存在的。在量子的世界里，你永远没法确定一个粒子的具体位置，甚至一个粒子可以同时出现在两个不同的位置。对，就这么任性！

所以，我们的宇宙在还是一个奇点的时候，就像量子世界里的粒子一样微观。在微观世界里，一切的效应不需要原因，因此宇宙大爆炸也没有原因。在宇宙还是奇点的时候，是不存在时间的，所以问

宇宙大爆炸的“以前”是什么，原因是什么？这是没有意义的

。因为不存在时间，即不存在“以前”。就像你问地球的北极点的北方是什么一样，北极点不存在北方，所以这个问题没有意义。

以上是由各种天文观测结合量子力学推导出来的一套理论。量子力学也不是凭空想象出来的假说，而是一门独立的理论物理学科，而且一向反对量子力学的爱因斯坦都是它的创始人之一。

一些科学家认为，我们的宇宙是另一个宇宙自身死亡和崩溃而再循环的结果。这就是所谓的“大反弹”。这个正在崩溃的宇宙在反弹回来之前会遇到一个奇点，导致大爆炸，并开始一个全新的宇宙。

在那种情况下，引力不仅需要阻止宇宙的伸展，而且需要把宇宙内的一切带回到一个点，就是说宇宙膨胀的速度会由快变慢，接着由膨胀转为收缩，直到回到奇点。不幸的是，目前的观测显示，我们的宇宙不会跟随这种趋势，因为它的伸展速度比以往任何时候都快。

也有科学家认为我们的宇宙位于一个叫黑洞的另一端，从一个白洞里喷发出来。白洞是黑洞的假想“对立面”，它把物质喷入太空，而不是把物质吸进去。

更有科学家认为我们的宇宙是从更大的宇宙中分离出来的。宇宙微波背景图像早些时候显示，残留的辐射并非全都一样，而是集中在某些区域。那些研究宇宙如何起源的人的宇宙学家，认为我们的宇宙是大多重宇宙中的许多宇宙之一。

然而，目前最有说服力的观点还是：

宇宙大爆炸没有“过去”，没有原因。

宇宙大爆炸前是什么？诺奖得主彭罗斯，我已经找到答案了

宇宙之前是什么？对这个问题的普遍回答是，宇宙大爆炸创生了时间和空间，既然时间都是在宇宙大爆炸后才诞生的，我们当然无从知道宇宙大爆炸之前是什么。虽然这是一个因果律上无懈可击的回答，但我相信没有一个人满意这个答案，就像亚当斯笔下泛维度种族不满意宇宙第二强大的电脑深思花了750万年才计算出来，关于宇宙、生命及一切的答案是“42”一样。现在好了，随着罗杰·彭罗斯获得2020年诺贝尔物理学奖，他的共形循环宇宙学又一次重见天日。按照这个学说，人们终于可以回答宇宙之前是什么了，彭罗斯这位89岁的迟暮老人也再次向人们推荐这个理论，并言之凿凿地预言，宇宙微波背景上发现的6个霍金点，就是这个学说最好的证明。宇宙必然起源于一个奇点，是彭罗斯和霍金在上世纪60年代一起证明的，这被称为奇点定理。之后宇宙大爆炸及暴胀理论逐渐占据科学界的主流，发展到今天已广为人们所知，几乎成为宇宙起源唯一的解释了。但大爆炸之前宇宙究竟是什么，却像那个答案“42”一样，让所有人都极其不爽，难道我们真的就没有权利去追究宇宙背着我们都干了些什么吗？彭罗斯不服气，他利用共形映射将宇宙的开始和结局联系起来，认为宇宙的终结就是另一次大爆炸的开始，我们的宇宙就在这种大爆炸-膨胀-大爆炸-膨胀中无限循环，从而回答了宇宙大爆炸之前是什么的问题：大爆炸之前，是另一个宇宙。我理解的彭罗斯的想法大概是这样的，宇宙不断膨胀，最终将导致宇宙中所有物质都变成稀释的能量，宇宙中只剩下无处不在的黑洞。当宇宙微波背景温度降到无限趋近于绝对零度时，这些黑洞的温度将在某一时刻高于宇宙微波背景温度，从而开始向宇宙微波背景释放霍金辐射，黑洞变得越来越小，最后黑洞蒸发完毕，宇宙中只剩下纯粹的能量。在这个过程中，大爆炸时宇宙处于低熵状态，随着宇宙膨胀演化，宇宙的熵越来越大，到物质全部转化成能量后，宇宙就达到了最高熵；黑洞蒸发开始从宇宙中移除熵，蒸发完毕后熵就被清零，这时候就开始了新一轮的宇宙大爆炸。彭罗斯利用共形变换，一方面将体积无限小，密度温度无限高的宇宙初始奇点状态，变换成密度温度体积都有限的时空，另一方面又将未来膨胀到无限大的宇宙时空，变换成尺度有限的时空，从而让两个宇宙的终点和起点可以平滑地连接起来，从而形成一串首尾相接的“宇宙串”，回答了我们因为时间中断而无法回答的宇宙之前是什么的问题。这一连串的宇宙大爆炸，就相当于纯能量（宇宙起点，上一个宇宙的终点）——能量和物质的混合态（宇宙膨胀状态，低熵-高熵-低熵）——纯能量（宇宙终点，下一个宇宙的起点）的循环，非常简洁，我感觉还是挺优美的。我很想找一个什么现象来形容这个无限大到无限小的变换，不过抠破脑皮也想不出来，或许只能用一个哲学点的概念来说了，极大就是极小，或者否极泰来什么的。然而，不论理论多美妙，终究是需要实践来检验的，共形循环宇宙学理论的硬伤就是无法检验。彭罗斯在经过多年研究后，从宇宙微波背景中发现了至少6个霍金点，认为这些约有8个月亮直径大小，略高于周围温度的圆形斑点，就是上一个宇宙中的超大质量黑洞蒸发后留下的斑痕，是在宇宙的早期膨胀中形成的。不过很多科学家认为，很难将一个永恒的无限大的宇宙整合到下一个永恒的超级小宇宙中，而且该理论要求宇宙中所有粒子质量都要消失，变成纯粹的能量，实在太难以想象了。这在科幻小说中已经表现出来了，要是谁从上一个宇宙中偷偷偷走了一些物质，下一个宇宙岂不是就没有抓拿了？另有科学家指出，科学家们多年来一直在仔细检查宇宙微波背景，目前并未发现有什么特别的热点，所谓的霍金点并不存在。看来彭罗斯虽然获得了诺贝尔物理学奖，但共形循环宇宙论要让更多人信服，还有很长的路要走。即使这个问题解决了，我们还可以问下一个问题，这个共形循环宇宙当初又是怎么来的呢？近年来霍金辐射已经成为黑洞理论中的关键，越来越和宇宙的未来联系在一起，如果彭罗斯理论成立的话，霍金辐射就是关键中的关键了，霍金未能在有生之年获得诺贝尔奖，不能不说是一个巨大的遗憾。

宇宙大爆炸之前发生了什么？

宇宙大爆炸理论，大家听的比较多，应该比较熟悉了。在宇宙的初期，它是一个无穷致密的，小球状的物质。然后，它发生了爆炸，生成了我们现在看到的原子，分子，星球和星系。这个理论，至少是过去几十年来物理学家给我们讲的最初宇宙的模样。这个理论之所以被广泛接受，是因为它跟科学家的观测能很好地契合。天文学家通过观测宇宙大爆炸之后留下的电磁辐射，来测算大量最轻的元素。他们发现这些元素的排列与宇宙大爆炸预测的一致。至少，从目前为止，宇宙大爆炸是对于早期宇宙最准确的描述。尽管宇宙大爆炸理论很好，但难免会有人问：“宇宙大爆炸之前，它一直是以一个无穷致密小球存在的吗？”很显然，宇宙大爆炸有它欠缺的地方。新的物理理论研究披露，在宇宙的最早期，致密的小球应该不是它的最早状态。最初的宇宙，应该是在不断的碰撞反弹。当然物理学家想用碰撞反弹理论取代大爆炸理论，需要经受住持续不断观测数据的挑战。对于早期的宇宙，科学家是运用相对论来进行研究的。但当科学家研究得更深入，在无穷小球爆炸前，数学对于这样的模型，已经显得无能为力了。宇宙大爆炸前，宇宙被压缩到了一个无穷致密的点，科学家称之为“奇点”。而这个“奇点”上，所有的物理规则都不适用。这个有点荒谬。科学家需要找到新的物理理论来解决。这时大名鼎鼎的弦理论被推了出来。弦理论的物理模型，声称既可以处理重力，又可以处理其它力。它也可以解释宇宙最初的状态。弦理论推导出了循环宇宙理论，即宇宙是一个不断的大爆炸，扩张，再压缩，反弹的过程。尽管这一理论听起来很酷，但早期宇宙的循环模型要匹配观测数据还是有点难的。要验证这一理论，最大的障碍来自于我们对于宇宙微波背景的观测，早期宇宙留下的化石光只有38万年。因为我们不能越过这个光墙去直接观察早期的婴儿宇宙。为了验证这一理论模型，科学家将通过新一代的宇宙学实验，进行观测，希望这个新理论能够被证实吧。

宇宙大爆炸之前周围的环境是什么样的？

关于我们现在所生活的这一个宇宙，现在较为认可的一个形成原因就是宇宙大爆炸所导致的宇宙形成。也正是宇宙大爆炸炸出了整个一片伟大的空间，我们现在宇宙才能在其中诞生出如此之多的星系和星球，而我们人类也在其中之一。那么关于宇宙大爆炸之一的因素基点，究竟是有怎样的因素影响而导致的这一场宇宙大爆炸，这也成为现在许多科学家在努力探解的未解之谜。那么关于宇宙大爆炸之前的周围环境究竟是怎样的？个人猜想以下几点。

一、可能是一片虚无的存在。

首先第1点就是宇宙大爆炸之前的环境可能是一片虚无的存在，毕竟在这一片环境当中，没有任何物质的诞生，也没有任何空间，那么就和我们现在所了解的虚无没什么两样，所以在宇宙大爆炸之前，这样的环境就是一片虚无，没有任何物质在其中。但一个宇宙大爆炸直接炸出了一而且片伟大的空间，空间之后慢慢的向内部形成各种星系，星球也蕴藏而生。

二、可能是另外一片宇宙。

其次还有可能是另外一个宇宙，因为我们不知道在我们现在所处的宇宙当中，是否还会存在其他的宇宙。毕竟我们现在的人类科学也没有发现其他宇宙的存在的可能性，但是个人假设整个宇宙就像一个空间，空间之外还有其他的空间，所以在宇宙之外，可能还有一片空间。

三、宇宙终将是一个非常庞大而离奇的存在。

最后关于宇宙终将是一个庞大而又离奇的存在，因为我们人类不知道究竟是如何诞生，但是我们母人类目前只凭借着我们个人假设所得出到的一些理论来定义整个宇宙。终将要把这样的假设变成真理，还需要我们人类一步一步的慢慢探索。

宇宙大爆炸之前到底是什么？

时间和空间是在一瞬间突然产生的，因此，不要问大爆炸之前发生了什么，未曾有过“大爆炸之前”这样的时期。

为什么说宇宙是在一次大爆炸中创生的?其直接证据来自三方面的观察结果：第一，也是最直接的，宇宙现在还在膨胀；第二，宇宙中处处弥漫着热辐射，它是宇宙大爆炸时产生原始炽热火球暗淡下去的余辉；第三，天文学家观测到的宇宙化学元素可以描绘宇宙从产生到发展的轨迹。

然而，大爆炸之前发生了什么?是什么原因使大爆炸得以发生?爆炸的中心在哪里?宇宙的边缘在哪里?其实这些问题完全错误地理解了大爆炸的含义。大爆炸并不是众多星系从一个公共中心猛烈扩散到无限真空的深处，在这里，空间本身在大爆炸中产生，时间本身也在大爆炸中产生。

出现空间的那个小点并不是定位在任何物体之上的，它不是一种被虚无包围着的物体，而是被无限压缩了的空间本身的创始点。小点也不是在一个无限持续的时间里一直驻留在那里的，它即时从无中出现，并立即膨胀，物质事件本身就是在这个小点上开始的。时间和空间与物质宇宙同样有个创始点，这大概是大爆炸理论最关键最难理解的地方。

这个小小的创始点在专业上称为奇点。当你按时间回溯，宇宙就越来越缩小，时空曲率无限增大，直到奇点处成为无穷大。粗略地说，它类似于圆锥的锥顶，圆锥结构逐渐变细，直到一个无限尖的点而终止，空间和时间就从这里开始。

这个概念一经接受，那么“大爆炸之前发生了什么”这样的问题显然是没有意义的了，未曾有过“大爆炸之前”这样的时期，因为时间与大爆炸一起开始。

不幸，这个问题经常被用这样简单的话来回答：“大爆炸之前什么都没有带”许多人把“什么都没有”又解释成一无所有的空间，但正如上文所竭力指出的那样，空间并不先于大爆炸存在。

难道这里的“无”指的是空间从其中涌现的某种更微妙的有如“前空间”的东西?或者是某种抽象的状态?

都不是，就像斯蒂芬·霍金谈到的，“北极的北边是什么地方?”这个问题也可以用“无”来回答，不是因为那里有个神秘的“无极陆地”，而是因为所提到的区域压根不存在，不仅是物理学上不存在，而且也是逻辑上不存在。

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