说到宇宙的起源，很多人第一个想到的就是“大爆炸理论”。这个看起来科幻感十足的说法，其实起源于20世纪初。当时，天文学家们在观测星空时，发现了一个耐人寻味的现象：宇宙中几乎所有星系的光谱都出现了“红移”。那么，什么是红移呢？简单来说，就是这些星系的光在变长，说明它们正逐渐远离我们。正是因为这个现象，科学家们提出了一个震撼世界的推论：宇宙正在膨胀！如果宇宙在不断变大，那它过去会不会非常小、非常热、非常密集呢？于是，一个革命性的观点诞生了——大约138亿年前，宇宙从一个极端密集和高温的状态“爆炸”开来，开始了剧烈的膨胀，这就是著名的“大爆炸”。大爆炸理论的核心不只是说宇宙在变大，更重要的是，它意味着宇宙在时间上也有一个“起点”。从那一刻起，所有的物质、能量、甚至空间和时间本身，都开始了它们的旅程。不过，说到这里，大家可能都会冒出一个终极疑问：大爆炸之前是什么呢？”又是什么引发了宇宙大爆炸呢？虽然这个问题目前无法回答，但科学家也想到了两个可能的答案，虽然这些猜想还无法被证实，但它们为我们打开了新的大门。
关于宇宙起源，第一种推测就是循环模型。那么，什么是循环模型呢？简单点说，它的核心思想就是：宇宙不是只经历过一次大爆炸，而是在无数次“爆炸—收缩—再爆炸”的过程中反复循环。在这个模型里，宇宙的命运分为两个主要阶段：膨胀和收缩。膨胀阶段就像我们理解的大爆炸，宇宙从一个极其密集、高温的状态“轰”地一下子扩展开来。而等到宇宙膨胀到极限之后，万有引力逐渐占上风，宇宙开始慢慢回缩，温度和密度又逐步升高，最终回到类似“大爆炸”之前的高密度状态。但有趣的是，循环模型中有个特别重要的概念，叫做“大反弹”。这是什么意思呢？就是说宇宙在经历极致收缩之后，并不会坍缩成一个无穷小、无限密度的奇点，而是在某个极限点上发生“反弹”——就像弹簧被压到头后猛地弹开，整个宇宙又开始新一轮的膨胀。这一假设，成功绕开了大爆炸理论中最让人头疼的“奇点”问题。
不过，循环模型虽然听上去很美，但它也面临着一些棘手的难题。最让科学家们头疼的，就是能量守恒和熵增的问题。根据热力学第二定律，封闭系统里的熵只会增加不会减少。如果宇宙真的已经循环了无数次，那每经历一次循环，熵就会累加，理论上现在的宇宙应该混乱到极点，可现实却是我们的宇宙在早期居然还保持着极低的熵，这就让人很困惑。那么，支持循环宇宙模型的科学家是怎么解释这个矛盾的呢？他们给出了一种有趣的想法：每当宇宙经历一次“大坍缩”时，会有某种机制把熵重新分配甚至重置，让新一轮的宇宙又像“洗牌”一样，回到一个低熵、全新又有序的起点。当然，这只是理论上的设想，目前还没有直接证据可以证明这种“宇宙洗牌”真的存在。不过不得不说，这种思路确实让循环模型听起来更加合理和自洽。不过，循环宇宙模型还有两个非常关键、但至今仍未解答的大问题。第一个问题是：宇宙每循环一次到底需要多久？第二个问题是：这种循环到底有没有什么规律？到现在为止，这些问题依然没有定论。
除了循环模型，另一个充满神秘色彩的猜想便是量子涨落模型。那么，什么是量子涨落呢？简单来说，量子涨落是基于量子力学的一个“神奇”现象。它告诉我们：在极小的时空尺度上，能量并不是绝对稳定的，而是会因为量子的不确定性，出现一些瞬时、随机的波动。也就是说，即便是“空无一物”的真空，也会有能量在不停地“冒泡”，这种微小的能量起伏就叫做“量子涨落”。根据海森堡不确定性原理，能量和时间的乘积无法同时精确确定，因此在极短的时间尺度内，能量可以出现暂时的变化。这种波动或许正是宇宙大爆炸的种子，宇宙的早期极为微小，几乎可以忽略不计，但却充满了极高的能量。在这样一个环境下，量子涨落不再是微不足道的小波动，而是成了宇宙演化的关键因素。这些微小的波动为宇宙的物质分布打下了基础。随着宇宙迅速膨胀，这些最初的量子涨落被放大，最终形成了我们今天所看到的宇宙结构。
句话说，量子涨落不仅塑造了微观世界的“细节”，也影响了宇宙的宏观格局。而这一切的核心，正是宇宙膨胀理论。1980年代，物理学家艾伦·古斯提出了这一理论，描述了宇宙在大爆炸后的极短时间内经历了一次极为迅猛的膨胀，速度之快、规模之大，超乎常人想象。这一膨胀期发生在宇宙初期的极短时间内，将那些极小尺度的量子涨落扩展到宏观尺度。宇宙膨胀过程中，暴涨场的势能主导了宇宙的能量密度，使宇宙以指数级的速度膨胀。在膨胀结束后，暴涨场的能量转化为粒子和辐射，这一过程标志着我们所知的大爆炸时代的到来。虽然量子涨落模型在解释大尺度结构方面取得了巨大成功，但也面临着不少理论挑战。比如说，该模型依赖于宇宙膨胀理论，而暴涨本身又需要非常特定的初始条件才能启动，其中包括暴涨场势能的形状和强度等参数。令人疑问的是，这些条件为何会自然而然地满足，这一点目前仍然悬而未决。
无论是那循环往复、还是量子波动作为宇宙起源的起点，这些理论都让我们对宇宙的起源有了更多的想象和思考。但它们也有各自的局限性。关于宇宙的起源，你们有怎样的想法和看法呢？欢迎大家踊跃讨论，感谢大家观看，我是探索宇宙，我们下期再见。
