我们日益增长的物理定律知识使我们能够倒带宇宙，将其演化追溯到大爆炸后的极短时间内。然而，在这里，当物质和能量的总和凝聚成一个具有无限密度和温度的球体时，广义相对论的方程就失效了。
正如物理学家布莱恩·格林在《宇宙的结构》一书中写道：“大爆炸理论‘遗漏了爆炸’。” 在那一刻发生了什么，更不用说在那一刻之前发生了什么，都是（有充分理由的）猜测——而关于宇宙如何开始的猜测也并不缺乏。
大爆炸之前发生了什么？
首先，需要说明一点：许多专家认为“之前”这个词是不恰当的。它假设在宇宙之外存在一个预先存在的时间，而实际上，时间和空间可能是在宇宙 *中* 出现的。
在这种观点下，“大爆炸之前发生了什么？”这个问题从字面上讲毫无意义。牛津哲学家斯蒂芬·劳（Stephen Law） 在采访中建议，我们需要的不是这些问题的答案，而是“一种疗法，一种解释，让我们认识到为什么是时候停止问这个问题了。”
这个想法将人类的语言和直觉推向了极限，但我们可以试着用已故物理学家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking） 一个喜欢的类比来理解它：想象大爆炸之前发生了什么，就像想象南极以南是什么。说南极以南什么都没有，甚至都不准确；关键在于问题本身是无稽之谈。我们试图确定一个根本不存在的东西。
宇宙是如何开始的？
这个回应可能在智力上令人不满意。当然，宇宙是 *从* 某物来的。所有这些令人费解的美丽和复杂性怎么可能源于……虚无？
一个可以追溯到亚里士多德（Aristotle） 的解决方案是，宇宙中的运动没有起源——它一直存在。牛顿、爱因斯坦以及其他同等量级的人物都认为宇宙是永恒不变的，直到天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）在 20 世纪 20 年代发现所有星系都在相互远离。这暗示了一个起点，即著名的“奇点”。
那么，奇点从何而来？一些今天的物理学家嘲笑亚里士多德对“第一因”的需求，他们回应说，在宇宙大爆炸的极端条件下，我们的因果关系概念是无关紧要的。我们必须更仔细地研究关于宇宙如何开始的科学理论。
阅读更多：大爆炸会是错误的吗？
量子力学解决方案
量子力学表明，即使是看似空的空间也充满了波动的虚粒子，它们可能通过一种称为隧穿的过程产生物质。我们只在极小的尺度上看到这种行为，但当时宇宙的大小是合适的。
图夫斯大学（Tufts University）的宇宙学家亚历山大·维连金（Alexander Vilenkin）是这一观点的杰出倡导者之一。他在一篇 1982 年的论文中，为专业物理学家撰写，承认“宇宙从无中被创造的概念是疯狂的。”
尽管如此，他认为物理定律本身就可以产生我们周围的一切。（物理学家甚至考虑过是否可能 在实验室中创造一个宇宙。）
正如麻省理工学院（MIT）物理学家艾伦·莱特曼（Alan Lightman） 所描述的，“整个宇宙可能‘突然’出现在我们无法想象的量子概率的朦胧中，万物起源的地方。”
即便如此，你可能仍然怀疑，这种“无”，如果它与我们所知的现实的创造相兼容，那么它毕竟是“某物”。
从虚无中诞生宇宙
哥伦比亚大学（Columbia University）的哲学家大卫·阿尔伯特（David Albert） 正是这样论证的：“如果我们以前所认为的虚无，经过仔细检查，发现它拥有构成质子、中子、桌子、椅子、行星、太阳系、星系和宇宙的要素，那么它 *就不是* 虚无，而且从一开始 *就不可能是* 虚无。”
当谈到理解“从虚无中诞生宇宙”的概念时，哲学上的“虚无”和物理上的“虚无”之间存在着重要的区别。也就是说，后者仍然包括宇宙起源所需的自然法则。
然而，即使承认阿尔伯特的观点，我们也只是把问题推迟了。无论我们的宇宙来自什么，根据我们脆弱的人类大脑的常识预期，它也必定来自某物。
换句话说，就像一些学者所说的，这是“层层叠叠的乌龟”。所以，暂且搁置这个问题，让我们深入探讨一些哲学色彩不太浓厚的理论。
多重宇宙与永恒膨胀
当我们试图想象大爆炸时，我们所能做的最好的就是将其视为一个具有非凡力量和宏伟的事件，是一场结束一切——或者开始一切——的烟火表演。但是，如果从一个更广阔的宇宙景象来看，它只是一个普通的星期二呢？
例如，我们可能是 一个更大的原始宇宙的后代，它不断地产生新的宇宙。这个概念，被称为 永恒膨胀，是在 20 世纪 80 年代发展起来的，主要由物理学家艾伦·古斯（Alan Guth）、安德烈·林德（Andrei Linde）和保罗·斯坦哈特（Paul Steinhardt）提出。
他们认为，在适当的条件下，量子涨落可以引发“口袋宇宙”的极速膨胀。这个过程可以无限期地继续下去，导致一个可能无限大的多重宇宙。尽管该理论名为“永恒”，但膨胀只能在未来是永恒的，而在过去则不能——它是如何开始的仍然是一个谜。
循环宇宙理论
也有可能，大爆炸不是我们宇宙的开端，而是从某个更早的状态过渡而来的。
宇宙可能是无限循环的，每个阶段的结束就是下一个阶段的开始，使两者之间的间隔更像是一次反弹而不是一次爆炸。循环宇宙理论支持了永恒宇宙的观点，以及它所有令人宽慰的逻辑（即它们不试图从虚无中获得某物），同时仍然解释了宇宙的演化。
根据这个故事的一个版本，即 激子模型（ekpyrotic model），我们的宇宙始于两个“膜”（brane）——未经证实的理论物体，根据你信奉的弦理论版本，它们存在于 10 到 11 个维度中——之间的碰撞。
其想法是，我们生活在一个三维膜中，这个膜会定期撞击第二个平行膜，两者之间由更高维度的空间隔开。它们碰撞产生的能量导致它们膨胀，然后收缩，最终在下一次碰撞中重新聚集。
阅读更多：大爆炸发生过不止一次吗？
共形循环宇宙学
另一种选择是 共形循环宇宙学，这是诺贝尔奖得主物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）备受争议的构想，他的灵感来自于宇宙的诞生和预测的死亡之间的惊人相似之处。
在难以想象的万亿年（1 后面跟 100 个零）的过程中，黑洞将吞噬所有最后的物质，然后以霍金辐射的过程蒸发，留下无质量光子的海洋。令人惊讶的是，那种寒冷、寂静的结局在数学上等同于那个炽热、充满活力的宇宙大爆炸——它们本质上是相同的，这表明它们可以相互融合。
2020 年，彭罗斯甚至声称在他自己的宇宙中检测到了 一个前一个“宇宙纪元”的印记，尽管许多物理学家对此并不信服。
在科学家们找到备受追捧的统一理论——该理论会将爱因斯坦的引力见解与量子世界的令人费解的机制结合起来——之前，我们对宇宙大爆炸的认识很可能仍然模糊不清。
尽管这些情景很奇怪，但真相可能更奇怪。与此同时，对我们来说幸运的是，物理学家们喜欢猜测宇宙是如何开始的。
阅读更多：科学家们试图绘制多元宇宙的地图
