對於宇宙的起源和大爆炸的初始條件會是什麼樣子，那個奇點到底是什麼樣子的？仍然有足夠多的想象空間。所有東西都從一個小小的宇宙蛋裡飛出來，這是個激動人心的想法，但這個想法並不是一個與我們今天看到的宇宙很明顯相符的理論。對於像我們普普通通的觀測者來說，最明顯的問題是，宇宙實在太大了，大到簡直不可能容納到一個小小的“超級原子”之中。雖然原子大多數空間是空的，但你不可能把所有東西無限制地越擠越緊。這個問題可以說是個終極問題，但科學家也給出了一些猜想。這裡我用猜想表述，是因為關於宇宙的起源性問題真的是無法被證實，你不能說他錯也不能說他對。宇宙是怎樣無中生有的？一起來看看吧。

從“原始超原子”到宇宙種子

我們知道，就算是太陽這樣的小天體（以宇宙標準來看），對於物質能夠被壓縮到多緊密，也存在一個極限。宇宙學家又憑什麼設想，能夠把宇宙中的所有物質壓到一個小點之中呢？要知道，宇宙至少包含了1000億個星系，而每個星系就平均而言，或許又包含了1000億顆恆星！因此，人們提出了另一種關於宇宙種子的觀點，認為宇宙確實始於一個小點，一個實際大小為零的點。

宇宙是怎樣無中生有的

為了繞開把所有東西壓入一個狹小空間的難題，天體物理學家採用了一個狡猾的計策。他們根本就沒打算把所有東西都壓在一起，而是做了一個看上去很像是作弊的假設，這讓他們有理由提出宇宙最初幾乎不包含任何物質。他們之所以能夠實施這個巧妙手法，完成看起來像是無中生有的壯舉，還要多虧了一種看待引力的奇怪方式。

引力和物質能量抵消平衡你可以把引力看成一種負能量。如果這是可行的，那麼宇宙中的所有引力就可以拿來抵消大部分物質。如果你把物質僅僅看成是一種正能量（愛因斯坦告訴我們E=mc，即物質和能量可以相互轉化），那麼你就可以設想物質能夠無中生有，因為引力的負能量可以與物質正能量抵消，保持平衡。

引力=負能量對於引力等同於負能量，如果你還沒有被說服，不妨思考一下把人造衛星推入軌道的過程。我們必須給這個系統注入能量（由運載火箭提供），才能讓人造衛星脫離地球，進入一條引力更弱的穩定軌道。為了從一個穩定狀態進入另一個穩定狀態，我們注入了能量，而物理學要求我們，一個系統在整體上必須滿足能量守恆，於是我們就可以把我們所對抗的引力視為負能量，來抵消火箭注入這個系統的正能量。你應該在物理課上學過勢能。如果我把一個重物懸在你頭頂上方，據說重物就會因為它所處的位置而擁有一定的勢能然後，如果我鬆手，它就會掉下來，砸在你的頭上。在這個過程中，重物的勢能將會減小，轉換成動能，等砸在你的頭上時，再轉換成機械能，讓你感覺到疼痛。說重物擁有正的勢能，跟說下落增加了引力導致的負能量，其實完全是一回事。

大爆炸理論初期遇到的難題—暴脹理論的由來

宇宙為何如此均勻如何無中生有憑空產生出宇宙中的所有物質，這並不是大爆炸理論誕生初期所面臨的唯一難題。另一個難題是，宇宙整體上太過均勻了。宇宙中各處的溫度相差不大，而且在大尺度上，物質也幾平均勻地分佈在宇宙之中。想要做到如此均勻，宇宙中不同的區域就必須彼此交流：要麼是直接接觸，要麼就是讓資訊能夠從一處傳到另一處，產生出這樣的相似性。然而，宇宙實在是太大了，就算耗盡它的一生，讓宇宙均勻起來的平滑過程也來不及完成——至少，如果宇宙過去的膨脹方式跟今天一樣，它就不應該如此均勻才對。

宇宙為何如此平坦與此類似，另一個問題是，宇宙太過平坦了。對於三維空間來說，這似乎是一個奇怪的概念，但我們在這裡談論的是愛因斯坦憑空想出的彎曲空間。按照愛因斯坦的說法，空間在物質周圍會變得變曲，就像把一個保齡球放在橡皮膜上一樣（只不過空間是在三維上彎曲，不像橡皮膜那樣在二維上彎曲）。正是這種彎曲導致了引力，因為物體會在彎曲的地方滑落下來。然而，如果整個宇宙始於一個微小的原始超原子，最初的曲率（即空間彎曲程度）就可能會非常巨大，由此再反推回來，現有的膨脹速率就應該會留下一個皺皺巴巴、起伏不平的空間，而不像真實的宇宙空間那樣幾乎是平坦的。

總結一下：正是出於對這些問題的顧慮，在大爆炸理論提出之初，它才很容易受到另一個理論的挑戰。大爆炸的第一個重量級競爭對手，是由三位科學家發展出來的，而他們最初的靈感，來源於某個晚上看過的一場電影叫《深夜》，這正是穩恆態宇宙模型背後的靈感。但大爆炸理論為了解釋上面兩個問題，科學家就為其打上了一塊大補丁，這就是暴脹理論的由來。