我们所知道的宇宙是如何形成的? 我们如何解释它的起源? 这些是宇宙学家和物理学家几十年来一直试图解开的一些问题。

毫无疑问，宇宙学家多年来收集的每一个证据和数据都指向了一种可能性，即一切都可能始于一次“大爆炸”。但如果还有更多呢?

1927年，比利时天文学家乔治·勒梅特提出了宇宙膨胀理论(后来被埃德温·哈勃证实)。他的理论是，一个膨胀的宇宙可以追溯到一个奇点，他称之为“原始原子”，回到过去。它为现代大爆炸理论奠定了基础。

大爆炸理论是一种主要基于数学模型的解释，它解释了宇宙是如何以及何时形成的。

大爆炸理论中描述的宇宙的宇宙学模型解释了宇宙最初是如何从一个密度和温度无限的状态膨胀的，这个状态被称为原始(或引力)奇点。

膨胀之后是宇宙暴胀和巨大的温度下降。在这个阶段，宇宙膨胀的速度比光速快得多(是光速的1026倍)。

随后，宇宙被重新加热到基本粒子(夸克、轻子等)在温度(和密度)逐渐降低之前形成第一批质子和中子的程度。

膨胀几分钟后，质子和中子结合形成原始氢和氦-4核。在这一阶段，可观测宇宙的估计半径为300光年。最早的恒星和星系出现在事件发生4亿年之后。

大爆炸模型的一个关键部分是宇宙微波背景(CMB)，它是宇宙处于婴儿期时遗留下来的电磁辐射。CMB仍然是宇宙大爆炸最确凿的证据。

虽然这一理论在科学界仍然被广泛接受，但近年来，一些替代解释——比如稳态宇宙和永恒膨胀——已经获得了吸引力。

下面介绍替代大爆炸理论的8个最流行的理论，用它们来解释宇宙的起源。

根据量子力学，粒子和反粒子可以在真空中自发地出现和湮灭。在此过程中，它们会产生暂时的能量波动，称为真空波动。

量子涨落理论提出，我们的宇宙可能是由其中一种真空涨落形成的。想象一个能量波动发生的非常小的空间。这种波动可能会增加并发展出更大的东西，而不是迅速消失。

这个理论认为，最初的涨落迅速扩大，最终导致了我们宇宙的诞生。这种快速扩张可能与动漫式膨胀有关。

随着宇宙的膨胀和冷却，最初涨落产生的能量可能已经转化为粒子和反粒子。这些粒子最终将成为整个宇宙中物质的基石。

虽然这个概念看起来很有趣，但它只是一个理论框架。我们的宇宙是如何从量子涨落中形成的精确细节仍然是一个积极研究的主题。科学家们继续研究和完善这一理论，以更深入地了解宇宙的起源。

膨胀宇宙的概念最初是由宇宙学家阿兰·古斯（Alan Guth）在1979年提出的，用来解释为什么宇宙是平的，这在最初的大爆炸理论中是缺失的。

尽管古斯的暴胀理论解释了平坦的宇宙，但它创造了一个阻止宇宙逃离暴胀的场景。如果是这样的话，宇宙的再加热就不会发生，恒星和星系的形成也不会发生。

安德烈亚斯•阿尔布雷特（Andreas Albrecht）和保罗·斯坦哈特（Paul Steinhardt）在他们的“新通货膨胀”模型中解决了这个特殊的问题。他们认为，宇宙的快速膨胀只发生了几秒钟就停止了。它展示了宇宙如何经历快速膨胀，最终仍然会变热。

斯坦福大学教授安德烈·林德(Andrei Linde)在斯坦哈特和亚历山大·维伦金(Alexander Vilenkin)之前的研究基础上，提出了一种替代古斯暴胀理论的理论，称为混沌暴胀理论或“永恒暴胀理论”。

该理论认为，宇宙的暴胀阶段将永远持续下去，宇宙作为一个整体并没有结束。换句话说，宇宙膨胀在宇宙的某些部分继续，而在其他部分停止。这导致了一个多元宇宙的场景，其中空间被分解成气泡，就像宇宙中的宇宙。

在多元宇宙中，不同的宇宙可能有不同的自然规律和物理原理在起作用。因此，我们的宇宙可能不是一个膨胀的宇宙，而是一个膨胀的多元宇宙，由许多具有不同性质的小宇宙组成。

然而，保罗·斯坦哈认为，他的“新膨胀”理论不会导致或预测任何事情，并认为多元宇宙的概念是一个“致命的缺陷”，是不自然的。

共形循环宇宙学(CCC)模型推测宇宙经历了大爆炸和随后的膨胀的重复循环。总的观点是，“大爆炸”不是宇宙的开始，而是一个过渡阶段。它是由著名理论物理学家和数学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）提出的。

该理论认为，宇宙经历了一系列循环，每个循环都包括一次大爆炸，然后是膨胀、收缩和另一次大爆炸。这些循环是无限的，这意味着宇宙重复地经历这个过程，没有尽头。

这个概念经常被比作弹簧振荡，在弹簧振荡中，宇宙周期性地膨胀和收缩。

不像标准的大爆炸理论假设宇宙有一个奇异的开始，循环宇宙理论通过暗示我们的宇宙没有初始奇点，而是一直以这种循环模式存在，从而避免了奇点问题。

作为他的模型的基础，彭罗斯使用了多个FLRW (Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker)度量序列。他认为一个FLRW序列的共形边界可以附着在另一个FLRW序列的边界上。

FLRW度量是最接近宇宙本质的度量，也是Lambda-CDM模型的一部分。每个序列都以大爆炸开始，接着是暴胀和随后的膨胀。

在20世纪30年代，当阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)研究了“永恒”宇宙的概念时，宇宙在一个无限的循环中一遍又一遍地重复的循环或振荡模型首次成为人们关注的焦点。他认为，在达到某一点后，宇宙开始坍缩，并在经历大反弹之前以大紧缩结束。

目前，宇宙循环模型有四种不同的变体，其中一种是共形循环宇宙论。

这一理论已经得到了广泛的研究，但它在观测证据方面面临着一些严峻的挑战。其中一个主要的挑战是在我们当前的宇宙中探测过去周期的残留物。

一组研究人员在2013年进行的一项研究推测，我们的宇宙可能起源于一颗坍缩的四维恒星或黑洞喷出的碎片。

据参与这项研究的宇宙学家称，大爆炸理论的局限性之一是无法解释宇宙中发现的温度平衡。

虽然大多数科学家一致认为，暴胀理论对一个温度均匀的小块如何迅速膨胀成我们今天所观察到的宇宙给出了充分的解释，但由于大爆炸的混沌性质，该小组发现这是不可信的。

为了解决这个问题，研究小组提出了一个宇宙模型，在这个模型中，我们的三维宇宙是一层膜，漂浮在一个四维的“整体宇宙”（bulk universe）中。

他们认为，如果四维“整体宇宙”有四维恒星，它们很可能会坍缩成四维黑洞。这些四维黑洞将有一个三维视界(就像三维黑洞有一个二维视界)，他们将其命名为“超球面”。

当研究小组模拟一颗四维恒星的坍缩时，他们发现从垂死恒星喷出的碎片很可能在三维视界周围形成一层三维膜。我们的宇宙可能就是这样一层膜。

宇宙的“四维黑洞”模型确实解释了为什么整个宇宙的温度几乎是均匀的。它也可能提供有价值的见解，确切地说，是什么引发了宇宙膨胀后几秒钟的起源。

然而，欧洲航天局的普朗克卫星最近的一项观测发现了宇宙微波背景(CMB)温度的微小变化。这些卫星读数与提出的模型相差约4%。

我们目前对宇宙的理解主要受到引力的影响，特别是爱因斯坦的广义相对论，宇宙学家通过该理论解释了宇宙的本质。巧合的是，就像大多数其他事物一样，科学家们多年来也一直在研究重力的替代品。

等离子宇宙学(或等离子宇宙理论)推测电磁力和等离子体在宇宙中扮演的角色比引力重要得多。

尽管这种方法有许多不同的风格，但基本思想是一样的，每一个天体，包括太阳、恒星和星系，都是某种电过程的结果。

第一个著名的等离子体宇宙理论是由诺贝尔奖得主汉尼斯·阿尔文（Hannes Alfvén）在20世纪60年代提出的。后来，瑞典理论物理学家奥斯卡·克莱因(Oskar Klein)也加入了他的团队，共同开发了阿尔文-克莱因模型。

该模型是建立在宇宙维持等量的物质和反物质的假设之上的(根据现代粒子物理学，情况并非如此)。这两个区域的边界用宇宙电磁场来标记。这样，两者之间的相互作用就会产生等离子体，阿尔文将其命名为“双相等离子体”。

根据该理论，这种等离子体将在整个宇宙中形成大部分物质和反物质。此外，该理论认为，我们目前在宇宙中的位置一定是在一个物质比反物质丰富得多的区域——因此解决了物质-反物质不对称问题。

经过几十年的数学建模和研究，宇宙学家得出了一个有效的结论: 我们的宇宙是从一个密度和温度无限的点开始的，这个点被称为奇点。随后的宇宙膨胀使其冷却下来，从而形成了星系、恒星和其他天体。

然而，正如我们所知，标准的大爆炸模型并不是没有受到挑战，德国海德堡大学教授克里斯托弗·韦特里希（Christof Wetterich）提出了一个这样具有挑战性的理论。

韦特里希认为，我们今天所知道的宇宙实际上可能是从漫长的冰冻中醒来的寒冷而稀疏的宇宙。随着时间的推移，早期宇宙中的基本粒子变得更重，而引力常数则减小。

此外，他解释说，如果粒子的质量一直在增加，那么来自早期宇宙的辐射可能会使空间看起来更热，并相互远离，即使事实并非如此。

韦特里希慢速冻结宇宙模型的基本思想是，宇宙没有开端，也没有未来。该理论主张的不是热的大爆炸，而是一个冷的、缓慢演化的宇宙。

根据韦特里希的说法，该理论解释了早期宇宙的密度波动(原始波动)，以及为什么我们现在的宇宙由暗能量主导。

至少从哥白尼和伽利略时代开始，宗教和科学就一直是最好的敌人。当我们谈论宗教的时候，科学可能没有立足之地，反之亦然。然而，有一种宗教的宇宙学信仰与当前的宇宙模型非常吻合。

印度神话中的创造理论被广泛认为是所有其他宗教中最古老和最重要的理论之一。

多年来，包括卡尔·萨根(Carl Sagan)和尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)在内的著名物理学家和宇宙学家都对印度教的宇宙学信仰表示钦佩，因为它与宇宙标准宇宙学模型中的时间线非常相似。

根据印度神话，宇宙遵循无限循环模式。这意味着我们现在的宇宙将被无数的宇宙所取代。宇宙的每一次轮回都分为两个阶段，“Kalpa”(梵天之日)和“pralaya”(梵天之夜)，每一个阶段都有43.2亿年的时间。

根据印度教神话，宇宙的年龄(86.4亿年)大于目前估计的太阳系的年龄。

稳态模型断言，可观测的宇宙在任何地点和时间都保持不变。在永远膨胀的宇宙中，物质不断被创造出来填充空间。

1948年，宇宙学家赫尔曼·邦迪、弗雷德·霍伊尔和托马斯·戈尔德首次提出了稳态理论。它源于完美的宇宙学原理，该原理本身表明，无论你往哪里看，宇宙都是一样的，而且永远都是一样的。

根据该模型，靠近地球的星系和其他大型天体看起来应该与遥远的星系和天体相似。然而，宇宙大爆炸告诉我们，遥远的星系应该比近距离的星系看起来更年轻(从地球上观察时)，因为光到达我们需要更长的时间。

稳态理论在20世纪早期和中期获得了广泛的流行。然而，到了20世纪60年代，在宇宙微波背景辐射被发现后，它基本上被科学界抛弃，转而支持大爆炸理论。

有趣的是，根据研究人员在2014年发现的一份1931年的手稿，阿尔伯特·爱因斯坦正在研究一种替代大爆炸理论的方法。它与弗雷德·霍伊尔的稳态模型完全相同，该模型认为宇宙是稳定膨胀的。然而，爱因斯坦很快就放弃了这个想法。

在与大爆炸理论相反的稳态模型中物质的不断创造

资料来源：Origin Of The Universe: 8 Different Theories - RankRed