通過觀察我們今天的宇宙，我們不僅看到了各種各樣的恆星和星系，我們還看到了一種奇怪的關係：遙遠的星系離我們越遠，它遠離我們的速度越快。這意味著宇宙空間正在膨脹，隨著時間推移，所有的星系和星系團之間的距離越來越遠。在過去，宇宙更熱，更緻密，宇宙中的一切聯繫更緊密。
如果我們儘可能地將時間往回推，我們會到達第一個星系形成之前的某個時間；到達第一顆恆星燃燒之前；到達中性原子或原子核，甚至穩定物質存在之前。在最早的時刻，那時宇宙熾熱、密集、均勻地充滿物質，那個時刻也被稱為“宇宙大爆炸”。下面來了解它最初如何開始的。
有些人可能會問，“大爆炸不是時間和空間的誕生嗎？”是的，這是最初的構想。現在的宇宙有一定的大小和年齡，如果往回倒退，最終會來到一個奇點，即空間和時間的誕生。
只是，有大量的證據表明我們的宇宙有一個非奇異的起源。我們從來沒有達到過那種極端高溫，存在一個限制。相反，對宇宙最好的描述是，在大爆炸之前有一個暴脹時期，而大爆炸是在暴脹結束時所發生的後果。讓我們來看看這是什麼樣子。
在暴脹期間，宇宙是完全空的。沒有粒子，沒有物質，沒有光子，只有空蕩空間本身。這個空蕩空間裡有大量的能量，隨著時間推移，能量的精確量會有輕微的波動。這些波動被擴展到更大的範圍，而新的小規模的波動又在這之上產生。
只要暴脹繼續下去，這種情況就會持續下去。但是，暴脹將會隨機地結束，且不會同時出現在所有的地方。事實上，如果我們生活在一個暴脹中的宇宙中，我們可能會發現附近一個區域的暴脹結束，而我們和它之間的空間呈指數增長。在一個短暫瞬間，在那個區域消失之前，我們會看到大爆炸開始時的情況。
在一個最初相對較小的區域中，它也許沒有一個足球大，但也許會更大，其空間固有的能量轉化為物質和輻射。轉換過程相對較快，大約需要10^-33秒左右，但不是瞬時的。隨著空間中的能量被轉化為粒子、反粒子、光子等等，溫度開始迅速上升。
因為轉化的能量極其之大，所有事物的運動速度都將接近光速。它們都將表現為輻射，不論粒子是有質量還是無質量都一樣。這種轉換過程被稱為再加熱，表示當暴脹結束時，被稱為“熱大爆炸”的階段開始了。
在暴脹的宇宙中，空間指數式擴張，隨著時間推移，更遠的區域加速消失。但當暴脹結束，宇宙重新升溫，熱大爆炸開始時，隨時間推移，更遙遠區域遠離的速度減慢。從整體角度來看，暴脹結束的宇宙部分，膨脹速率下降了，而周圍正在暴脹的區域速度並沒下降。
從概率的角度來看，如果我們處於正在暴脹的任何區域，我們極有可能會多次看到附近地區的暴脹結束。這些暴脹結束的地方將很快充滿物質、反物質和輻射，而且比那些仍在暴脹的區域的膨脹速度要慢得多。這些區域將膨脹遠離那些仍呈指數暴脹的區域，這意味著它們將很快從視野中消失。在標準的暴脹情況下，由於膨脹速率的變化，發生不同熱大爆炸的兩個宇宙幾乎不會發生碰撞或相互作用。
最後，我們將要生活的區域得到了宇宙級幸運，暴脹結束了。空間本身固有的能量被轉化成一個熾熱，密集，幾乎均勻的粒子海洋。唯一的不完美，以及唯一違反一致性的偏差，符合暴脹期間存在（並在宇宙間延伸）的量子漲落。正漲落對應於最初的超密度區域，而負漲落則對應最初的低密度區域。
我們如今無法觀察到宇宙初次經歷熱大爆炸時的密度波動。我們無法獲得那麼早的視覺特徵，我們接觸到的第一個來自於那之後的38萬年，在它們經歷了無數次的相互作用之後。即便這樣，我們也可以推斷出最初的密度波動是什麼，並發現與宇宙暴脹非常一致的東西。宇宙最初的溫度波動，即宇宙微波背景，使我們確認了宇宙大爆炸是如何開始的。
我們或許可以觀察到來自暴脹結束和熱大爆炸開始遺留下來的原初引力波。暴脹產生的引力波以光速向各個方向移動，但與視覺特徵不同的是，任何相互作用都無法減緩它們的速度。它們從各個方向持續到達，穿過我們的身體和我們的探測器。如果想要了解我們的宇宙是如何開始的，我們所需要做的就是找到一種直接或間接探測這些引力波的方法。雖然許多想法和實驗比比皆是，但到目前為止還沒有一個成功探測到。
一旦暴脹結束，空間本身固有的所有能量都轉化為粒子、反粒子、光子等，宇宙就會膨脹和冷卻。所有的東西都相互碰撞，有時會產生新的粒子/反粒子對，有時會把它們湮滅回光子或其他粒子，但隨著宇宙的膨脹，能量總是會下降。
宇宙永遠不會達到無限的高溫或密度，但仍然能獲得比大型強子對撞機所產生的任何東西要高萬億倍的能量。微小的過密區和低密度區最終會演化成今天存在的恆星和星系的宇宙網。在138億年前，我們所知的宇宙有它的一個開始，接下來就是我們的宇宙歷史了。
閱讀更多 火星一號 的文章
