科学史上的最大发现是没有昨天有一天。宇宙并没有永远存在。它诞生了。所有物质，能源，空间甚至时间，爆发为泰坦尼克的火球，我们称之为大爆炸，138.2亿年前。火球扩张，出于冷却碎片，夹持了星系 - 伟大的恒星岛;他们的银河系中的两个万亿岁，而是一个。
你看它的任何方式，宇宙弹出到存在像帽子一样的兔子出来的想法是疯狂的。为此，科学家们不得不被拖入踢和尖叫吧。他们想回答的最后一件事是尴尬的问题：宇宙大爆炸之前发生了什么？
近几十年来，这个想法已经抓住了宇宙开始具有超快速扩张的超短爆发。如此暴力的是，这是这种“通货膨胀”，它被比作了一个H-Bam爆炸的爆炸，而相比之下的炸药更加稳定的大爆炸扩张，当通货膨胀耗尽蒸汽时。
阅读更多：
但是，现在一个突出的美国天体物理学家的质疑通货膨胀正统，提倡重新审视替代车型在宇宙大爆炸实际上是从早先的承包期的宇宙“大反弹”。“重要的是，我和我的同事提议能够准备区分的观察试验，”哈佛 - 史密森天体物理学中心的教授亚伯拉罕·勒布说。
莫名其妙的差距
任何情景都必须解释的一个宇宙观测结果是:为什么宇宙如此惊人地均匀:具体来说，为什么大爆炸余辉的温度在任何地方都几乎相同，为什么在给定体积内的星系数量在任何地方都是相同的。
这是一个难题，因为如果宇宙的扩展被想象到大爆炸，就像一部电影一样反向播放，那么今天广泛分开的宇宙的区域并不在开始时彼此接触．换句话说，自宇宙诞生以来的任何影响都没有足够的时间，以便在宇宙速度限制（光速）之间传播到它们之间的任何影响。那么，可以热量在这样的区域之间传递，以便它们的温度均衡？
标准的解释是，宇宙早期比我们想象的要小得多，如果我们把电影倒过来看的话。如果它更小的话，那么今天被广泛分离的宇宙碎片就会更紧密地聚集在一起。但是，如果宇宙开始的时候更小，那么它一定膨胀得更快，以便在138.2亿年后达到现在的大小。
这样的周期超快速膨胀，在宇宙的存在的第一分裂第二发生，提出了由俄罗斯物理学家克塞斯塔罗宾斯基于1979年，美国物理学家教授阿兰·古斯在1980年这通货膨胀由真空驱动的。不是真空，我们今天却超高能量的版本看到我们身边。这是因为“通货膨胀的真空”包含在所谓的标量场，其中，与希格斯场，于2012年在大型强子对撞机位于日内瓦附近发现常见的，有一个非零的能量无处不在。
阅读更多：
超高能量的通胀真空具有一些显着的性质。首先，它具有令人厌恶的重力，这导致它扩大 - 还有更多，它的排斥力越大，而且它的扩大速度越快。其次，当通胀真空增加它的体积时，它的能量增加了一倍;当它增加了它的体积时，它会增加它的能量等。想象一下，如果你的手之间有一堆钞票，你把手分开，结果是创造更多的钞票。物理学家们，令人惊讶的是，将通货膨胀称为“终极自由午餐”。
但是通胀真空，其中含有能量但无关紧要，是“量子”的东西（量子理论是我们对原子的微观世界和它们的成分的最佳描述）。和量子的事情从根本上是不可预测的。因此，在通胀真空上的随机位置，在正常，日常真空中取得“衰减”。
将其图片作为泡沫形式的广阔海洋。在每个泡沫内部，通胀真空的巨大能量必须去某个地方。它进入了物质并将其加热到凶猛的高温 - 简而言之，以创造一个大爆炸。我们生活在通胀真空中的这些大爆炸泡泡中。
通货膨胀在不同地点的不同率下衰减，导致通胀真空中的“气泡”，换句话说，创造了一个多位的潜力©Scient Photo Ristuctin这篇图片，大爆炸不是一个次休息。大刘海在通胀真空上像烟花一样。所有这一切都可以由一小块通胀真空开始 - 大量的膨胀能量只有一千克 - 突然出现在任何东西中，令人难以置信的是，量子理论规律允许。通货膨胀次数开始，由于新的真空比散步更快地创造了新的真空。
但勒布认为，这种通胀情景存在问题。他说:“40年过去了，我们没有证据表明推动暴涨的‘暴涨’场存在，就像我们对希格斯玻色子所做的那样。”同时，膨胀场可以以无限的方式衰变，退出膨胀膨胀，开始大爆炸膨胀。
物理学家们设想了一个数学上的“势”，就像一个滑雪坡道，膨胀场滑下来，将其能量降为零。但是滑雪坡道在不同的地方会有不同的形状。勒布说:“这意味着，某些地方的膨胀会比其他地方持续更长时间，从而极大地改变由此产生的时空的性质。”“因此，膨胀理论预测了无穷多个领域的存在，每个领域都有不同的物理学原理——一个‘多元宇宙’。”
问题是我们的宇宙没有多个典型成员的属性。“我们的宇宙非常稀释在多层中的典型区域的真空能量中，”Loeb说。
We are therefore forced to explain its special properties, such as dark energy, with the topsy-turvy logic of the ‘anthropic principle’: that we live in the domain we live in because, if we didn’t, the physics would not have given rise to stars and galaxies, and physicists to describe them. “This gives inflation no explanatory power,” says Loeb. “It’s an infinitely flexible framework capable of fitting any data. To my mind that means it is not science.”
这种说法，由勒布，安娜Ijjas和教授保罗·斯坦哈特在科学美国人一2017年的文章提出，引起了争议风暴。According to ‘the father of inflation’ Prof Alan Guth of the Massachusetts Institute of Technology: “The comment that inflationary cosmology, as we currently understand it, cannot be evaluated using the scientific method seemed so far removed from reality that 32 leaders in the field of cosmology, including five Nobel Laureates, and I wrote a letter to the editor categorically disagreeing with the statements made by this article about the testability of inflation.”
“这很令人沮丧，”Loeb说。“如果科学的想法是错误的，它只需要一个人指出为什么是错误的。科学真理不是由权威而是自然本身的决定。“
勒布认为，暴涨理论就像“弦理论”(万物理论的候选理论)一样，是在缺乏对其基本思想的严肃实验检验的情况下，经过很长时间演化而来的。他说:“因此，它创造了一种文化，在这种文化中，支持者相信，该理论不需要通过与其他理论相同的严格测试来证明其正确性。”
勒布并不一定认为通胀是错误的。但他认为应该替代品更加认真对待。“我对此没有异议，”古思说。“但是，我们应该避免作出虚假声明，通货膨胀不能用科学的方法进行评价。而且我也不赞成声称目前任何替代通货膨胀具有相当的地位“。
从爆炸反弹
另一种说法是，宇宙并非始于真空驱动的暴涨，而是经历了之前的收缩阶段。因此，大爆炸就不是大爆炸，而是大弹跳。有很多种可能性，其中一种是物理学家斯坦哈特(Steinhardt)和尼尔·图罗克(Neil Turok)提出的“循环宇宙”，在这种情况下，宇宙经历多次反弹，可能有无限次，因此没有开始。
关键的是，大爆炸前很长一段时间为宇宙的性质均衡提供了充足的时间，就像一盆冷水在加入热水后很长一段时间可以达到均匀的温度一样。
关键是找到能够区分通胀和弹跳情景的观察。和Loeb和他的哈佛同事，星光陈和钟志仙玉说，他们已经找到了一个。它涉及大爆炸的热余辉 - 宇宙背景辐射。
阅读更多：
粒子物理的标准模型描述了构成宇宙的基本“田野”。电子是“电子场”中的纹波，在“电磁场”中的光子A纹波等。然而，标准模型只是尚未提升的更深层次理论的近似。
但勒布说，它将包含新的大质量亚原子粒子领域。它们会在早期宇宙中振荡，在宇宙背景辐射的温度变化上留下一个有意义的规律。“这种‘周期性’是可以观测到的，”Loeb说。“关键是，经历膨胀膨胀的宇宙和经历收缩的宇宙是不同的。”
最大的温度变化首先出现在扩张情景中，最后出现在收缩情景中。由于温度变化的大小或幅度随着时间的推移而增大，因此有可能判断出哪种情况是最先出现的。
“我很高兴地看到，宣称通胀两年后不能用科学的方法进行评估，勒布正在对通货膨胀的测试的发展，”古思说。“陈，勒布和县尉的建议，在我看来，包含了一些非常有趣的物理学。”
新的测试是不是通胀的唯一可能的测试。在南极的实验被称为BICEP2目前正在寻找在时空（引力波）涟漪的宇宙背景辐射，早期宇宙中的剧烈动荡产生的印记。
“如果发现印记，它将证明通货膨胀，”Loeb说。“但是如果找不到印记，则可以找到一个通胀模型，其中压印是不可检测的。这就是我对理论的意思是无限的灵活性和科学的不持靠的理论。“
勒布承认，宇宙反弹的具体物理原理和暴涨的具体物理原理一样未知。但他说，这是不可避免的，因为我们的基础科学知识的状态。20世纪物理学的两大成就是量子理论(描述极小的世界)和爱因斯坦的引力理论(描述宇宙的很大领域)。
在大爆炸中，一个非常大的宇宙非常小，因此有必要统一量子理论和爱因斯坦的重心理论，以预测发生了什么。到目前为止，这种统一已被证明是难以捉摸的。“鲜明的真相”说，Loeb“是，没有量子的重力理论，我们永远无法确切地肯定我们的宇宙如何开始。”
- 这篇文章首次发表于BBC科学焦点2019年4月 -订阅这里
