奇點大爆炸的瞬間到底發生了什麼？為何很快就炸出那麼大的宇宙？

通過哈勃對宇宙天體紅移現象的探測和總結，在此基礎上科學家們推測出了宇宙正在不斷加速膨脹的事實。然後再利用宇宙微波背景輻射等輔助探測手段，最終判定宇宙的年齡為138億年，在138億年前，整個宇宙還沒有時間和空間的概念，所有的物質和能量都集中在一個體積無限小、質量無限大的奇點之上，然後在量子漲落的影響下，出現了能量的瞬間極速爆發，最後炸出了現在的宇宙，這就是我們通常説的“宇宙暴漲”猜想。

這種猜想，是截至目前對宇宙形成和發展進程最科學、最完美、最大膽的假設，並且已經被多種天文觀測現象所證實，成為目前科學界關於宇宙形成和發展的主流觀點。當然我們以現在的科學技術水平，無法準確還原奇點大爆炸瞬間的情景，在那個期間到底發生了什麼？宇宙暴漲時的能量從何而來呢？這些都是長期以來乃至今後很長時間，天文學家們需要重點研究的領域。

當前對奇點大爆炸後所發生事件的猜測

科學家們通過對宇宙宏觀結構以及大爆炸以後的“餘暈”進行了長期的觀察，認為宇宙在誕生初期，經歷了一段“短暫”的極快膨脹期，這個“宇宙暴漲”進程，使得宇宙空間在極短的時間內，體積增大了無數倍。

根據科學家們的推測，在奇點大爆炸開始後的一個普朗克時間，即10^(-43)秒內，就完成了擴張的主要進程，在此過程中引力最先從“大一統超力”中分離出來。在隨後到10^(-32)秒這段時間內，宇宙開始了暴漲，總體表面是温度相當高、秩序相當亂，這些都是超高能量的集中體現。在高温高壓下，剩餘的強相互作用力、弱相互作用力和電磁力仍然是統一的。

如果在這個極短的時間內，如果空間的膨脹速率小於臨界閾值，那麼在超強統一作用力的驅動下，宇宙根本不會膨脹開來，而仍然會迅速坍塌。幸好在暴漲時期，隨着宇宙體積的急劇加倍，能夠製造出粒子的總能量變得非常大，所有的“規則”都被抹平，就如同吹氣球一般，表面根本沒有一絲褶皺。從大爆炸後的10^(-32)秒開始，隨着宇宙空間的迅速膨脹，温度出現明顯下降（相對來説），統一超力的對稱性因粒子能量的降低而破壞，強核力、電磁力和弱核力相繼被分離了出來。

此時，雖然電磁力被分離了出來，但是宇宙大爆炸後產生正反粒子的頻率仍然非常之高，相互之間的湮滅異常頻繁，所形成的光子能量極其強大，不斷地與核子和電子發生猛烈碰撞，原子核在這種情況下根本無法形成，光子也因此被“鎖”在了等離子云中而逃逸不出來，這段宇宙的“黑暗時期”一直持續到大爆炸後的38萬年前。

直到大爆炸後38萬年，隨着空間的繼續膨脹，宇宙整體温度持續下降，光子能量日益降低，原子核才得以形成，構成了宇宙中第一批自由中性原子，光子才得以從“等離子粥”中逃離出來，宇宙變得明亮起來。此後，這些自由原子在引力作用下慢慢發生聚集，最後形成了恆星、行星以及星系。而我們現在對宇宙的觀測，都依賴於對電磁波，所以目前窮極一切手段，也只能探測到宇宙大爆炸之後38萬年的情景，再往前就無能為力了。

科學界對宇宙暴漲的疑問

從當前科學家們對“宇宙暴漲”的猜測，這其中有一個最基本的假設，那就是在空間膨脹的過程中，最微弱的、隨機性的量子波動被無限放大，然後微觀尺度上的物質差異逐漸演化為宏觀水平，直至星系甚至宇宙的兩端，而這種暴漲的過程，是在宇宙大爆炸之後不足1秒時發生的。

然而，這裏面始終有困擾科學家們的問題，那就是宇宙暴漲的驅動力是什麼？暴漲的能量來自於何方？到底持續了多長時間？又是什麼力量終止了宇宙的暴漲，使其進入“緩慢“膨脹階段？從目前來看，科學界還沒有對這一“終極”問題缺乏完整的物理描述。終其原因，歸根結底，我們還是沒有在微觀和宏觀尺度下，擁有一套大一統的物理理論。

現有對宇宙暴漲猜想的多種模型，都需要將宇宙增長到大非常宏觀的級別作為基礎，這樣方可將奇點大爆炸時普朗克長度（約為1.6×10-35米）上的微觀物質區別，放大到非常宏觀的尺度來研究探討，然而我們對普朗克長度及以下的微觀物理機制並不掌握，甚至連“入門”都談不上，這個基礎沒有，如何使得宇宙暴漲模型成立有效呢？如果這個問題解決不了，那麼暴漲理論豈不永遠是猜想？

跨普朗克猜想

或許這個問題，在相當長時間內或者永遠也不會找到答案，但這阻止不了科學家們的思考。有科學家提出了“跨普朗克猜想“，即猜測物理機制在一切小於普朗克長度下的情景。

因為處在宏觀世界的我們，永遠“看不到”跨普朗克尺度下所發生的一切事情，即使物理學家們創立了量子理論，但跨普朗克尺度下的微觀世界，也永遠不可能進入到宏觀世界中。所以，在很多宇宙暴漲理論中，都依賴於“有效場”進行研究，試圖從低能量的情況入手，來研究高能量、微觀小尺度下的物理機制。但有科學家對基於“跨普朗克”的“有效場”理論也提出了質疑，因為我們按照這種方式來解釋暴漲過程，由於暴漲的時間非常快，我們一切的觀察，都會打破原有的普朗克尺度世界，而是不可避免地將其“暴露”在宏觀世界面前。

弦理論是否可以解決？

為了解決微小尺度與宏觀尺度的“融合”問題，科學家們創立了“弦理論”，該理論認為，自然界中組成物質的基本單元，並非是電子、光子、夸克等佔據空間的點狀粒子，而是非常非常細小的一維“弦”，通過弦的振動和運動，產生出了各種不同的粒子，能量和物質在弦振動的過程中發生轉化。雖然弦理論從目前看，也是一種猜想，並未得到證實，但是它有可能是能夠將經典物理與量子物理統一起來的理論。

在弦理論的一個分支領域“弦氣體模型”中，對宇宙快速暴漲的原因也做出了闡釋。該模型認為，宇宙的形成和發展過程中，根本沒有經歷過所謂的快速暴漲期，雖然也有膨脹過程，但是要緩慢和温和很多，並且在普朗克尺度下的波動，也沒有“暴露”在宏觀宇宙中，這一點與跨普朗克猜想相符合。但是，宇宙暴漲的猜測，與弦理論下關於多元宇宙的觀點卻不兼容，走出這個“沼澤地”仍任重道遠。