09.20 宇宙中的這一切是如何開始的？

天空中微弱的餘輝告訴我們，宇宙在138億年前爆炸形成。但是我們還沒有掌握大爆炸的整個故事。

當宇宙的帷幕升起時，光停了一會兒。大約在最初的38萬年裡，在宇宙舞臺上的一瞬間，帶電粒子像在不透明的霧中一樣衝擊著早期宇宙周圍的光，而沒有一絲微光逃脫。然後物體冷卻到足以形成原子，散射停止，光被釋放。

值得注意的是，我們仍然可以看到那道光。我們從星系運動的觀測中得知，空間從宇宙開始就一直在膨脹，而這束光也隨之膨脹和冷卻。現在它充滿了整個空間，一個溫度為2.7開爾文的低頻微波。

自從1964年它被發現以來，我們已經制作了這個宇宙微波背景在整個天空中難以置信的精確地圖。普朗克衛星在2014年完成了為期四年的掃描，這讓人有些困惑。大爆炸餘輝似乎讓人懷疑是否爆炸是如此之大。

這個問題與膨脹有關。上世紀80年代，宇宙學家艾倫·古斯(Alan Guth)等人提出了一種理論，用來解釋為什麼宇宙中的物質似乎如此均勻地分佈在各個方向。在一個平淡無奇的大爆炸中，量子漲落應該會造成隨著宇宙膨脹而增長的物質密度的差異。古斯通過提出宇宙大爆炸時充滿時空的“膨脹”場的存在來解釋宇宙的同一性，迫使它以比光速更快的速度分開。這意味著我們所看到的一切都來自原始空間的一個細小而均勻的區域。

膨脹很快就成了福音。但是，膨脹場的能量越大，在時間開始的時候，被微小引力波所震動的時空就越多。然而，我們在普朗克地圖上沒有看到引力波效應的痕跡。

紐約哥倫比亞大學的宇宙學家安娜·伊賈斯(Anna Ijjas)說，這不是不可能用膨脹來衡量的，但它是困難的。她說：“我們從普朗克中學到的是，最簡單的模型已經過時了。”

這就使膨脹理論失去了意義。伊賈斯說：“我們可以嘗試修復它，或者我們可以找到更好的東西。”普朗克地圖正促使她和其他人，包括膨脹理論的主要設計師之一，普林斯頓大學的保羅·斯坦哈特(Paul Steinhardt)，對開始有不同的看法。他們說，這不是一聲巨響，而是一次反彈。

描述膨脹、收縮、再膨脹的“循環”宇宙的模型已經存在了一段時間，最近其他的環境證據也為它們提供了支持。它們的吸引力在於，儘管它們將宇宙壓縮得非常小，但卻永遠不會出現最難以理解的量子效應發揮作用的微小尺寸。

正確的答案仍然是猜測，但伊賈斯說，她希望能夠在幾年內根據反彈模型做出預測，並將它們與宇宙微波背景的觀測結果進行比較。宇宙的開端也許是黑暗的，但我們可能很快就會從新的角度來看待它。