對於宇宙的起源，千百年來，科學家們孜孜不倦地探索……宇宙大霹靂，是現代宇宙學中最有影響的一種學說。但是，宇宙膨脹論，在不斷地撼動著它的地位。
受歡迎的大霹靂理論
今天，當我們觀察宇宙時，看到的許多事實都需要合理的解釋。例如：
1、為什麽許多遙遠的星系，離我們越遠，後退的速度越快？
2、為什麽更遠的星系看起來會更小、更藍、更年輕，且演化得更少？
3、為什麽距離越遠，宇宙越像一個整體，產生的積聚（星雲星團等）越少？
4、為什麽在最遠距離處，重元素（比氫、氦重的原子）的占比漸近為零？
這些事實，宇宙大霹靂理論能夠給予較好的回答。該理論認為，138億年前，宇宙最初只是一個點（宇宙學家稱之為「奇異點」），它具有超高溫度、超高密度和超高能量，並隨著時間的流逝而膨脹和冷卻。透過不斷擴充套件和冷卻，並在重力作用下逐漸形成一個巨大的宇宙網路，演變成今天的狀態。隨著時間的推移，它的空間結構本身會不斷擴充套件，從而導致身處其中的光子的波長拉伸，大粒子的動能減少，重力變得不均衡。
按照這個觀點，上述提到的事實都逐一得到解釋了：
1、遙遠的星系發生了紅移現象，這是因為宇宙的擴充套件拉伸了光的波長，導致星系離我們越遠，後退的速度越快；
2、更遠的星系，其星光是從遙遠的過去剛剛抵達地球觀察者這裏的，看起來更年輕，演化也更少；
3、距離越遠，意味著越接近宇宙的最初時期，擴充套件和冷卻沒有足夠多的時間產生更多的集群；
4、原始原子裏近75％是氫，25％是氦，0.00000007％是鋰。最遙遠處，可認為是宇宙最早產生原子的地方，重元素占比為零也就不奇怪了。
在眾多討論宇宙起源的理論中（例如宇宙大反彈理論、多元宇宙理論、全像論等），「大霹靂」正是憑借著對這些事實近乎完美的解釋，備受歡迎，成為家喻戶曉的宇宙起源故事。
大霹靂未解決的問題
20世紀的20年代至70年代，科學家們認為，他們已經較為成功地解釋了宇宙的起源，除了以下幾個問題尚未解決：
1、如果宇宙誕生自「大霹靂」，那麽，大霹靂本身又來自哪裏呢？「奇異點」是從理論物理學允許的範圍一直倒推不斷膨脹和冷卻的宇宙而得出的，本質上，是將宇宙中的所有物質和能量打包到一個點中。但是，在奇異點處，物理學定律就失效了，那麽「奇異點」的性質是什麽樣的？
2、為什麽宇宙在空間上是完全平坦的，它的總物質和能量密度完美地平衡了初始膨脹率？
3、宇宙並沒有足夠的時間讓不同區域熱化並達到平衡狀態，但為什麽宇宙在各個方向上都具有完全相同的溫度（達到99.997％的精度）？
4、如果宇宙很早就達到了這些超高能量，為什麽沒有找到預測中的高能遠古粒子，如磁單極子的存在？
5、因為系統中的熵總是在增加的，那麽由宇宙今天的結構推斷，宇宙誕生時是屬於低熵構型的。但是事實是這樣嗎？
這幾個問題都有一個共同點，那就是：為什麽宇宙是從這樣一組特定的內容開始，而不是從其他內容開始？
膨脹理論的誕生
在物理學中，關於初始條件（即，為什麽我們的宇宙以這些特定條件而不是其他任何條件開始）的處理方法，通常有兩種：
一種是簡單粗暴地斷言，初始條件就是它們的初始狀態，不需要任何解釋。
另一種是嘗試構想一種理論機制，將任意初始條件轉換為我們觀測到的初始條件。例如，以大霹靂理論為基礎，提出新的預測。這將使我們能夠在不對大霹靂理論做任何更改的情況下，將新理論與之進行對比。
第一種方法通常被相信「景觀宇宙理論」或「多元宇宙理論」的人所推崇，但這明顯是不科學的。第二種方法的采用產生了「宇宙膨脹理論」，由艾倫·古斯於1980年提出，這是迄今為止更為宏偉的構想。
一個宏偉的構想
在宇宙的早期階段，所有能量都不是在粒子或放射線中，而是在空間本身的結構中，這些能量導致空間結構產生一種特殊的指數性膨脹。在這種狀態下，宇宙所包含的一切都會：
1、在短時間內，其拓撲結構被拉伸到觀察者從任意角度看都難以區分（它會變得無限大，以至於你無論從什麽角度看，它都是平的）；
2、處處都是相同的初始條件（宇宙中每一點密度都相同，每一點溫度都一樣），直到量子漲落的大小都疊加在統一的背景上；
3、當膨脹結束並過渡到為大霹靂的「高熱、高密度、均勻、膨脹和冷卻」這種狀態時，最高溫度也明顯低於普朗克標度（10 19 GeV能階）；
4、從低熵狀態（膨脹期間）變為較高熵狀態（大霹靂期間），並且熵將繼續增加。
以上就是膨脹理論的構想，自從它被提出來後，不斷得到完善。它解決了大霹靂本身無法解決的幾個難題，還對宇宙今天應具有的內容做出了六項新穎的預測（其中四項透過觀察已驗證，另兩項無需充分測試就已被肯定）。如今，該理論已越來越受到研究早期宇宙的人們所重視。
先大霹靂還是先膨脹
綜上所述，這對我們的宇宙起源意味著什麽？從時間角度來看，首先發生的是大霹靂還是膨脹？
從這張圖我們可以得到答案。紅線代表物質，藍線代表放射線，它們構成我們的宇宙。如果將它們倒推回去，則會回到t=0，這是「奇異點」。
但是，如果在早期，宇宙不是由物質和放射線主導，而是由空間本身固有的能量主導，那麽就如黃線所示。由於這條黃線是指數曲線，因此即使時光無限倒流，它的大小也不會達到零，而只能接近零。膨脹的宇宙並非像物質和放射線主導的宇宙那樣以「奇異點」開始。所以，可以肯定的是，大霹靂是在膨脹之後才出現的。
實際上，我們整個可觀測的宇宙在大霹靂前沒有任何痕跡。只有在膨脹最後10 -32 秒（左右），才有了明顯的銘印。但是，我們不知道膨脹的狀態從何而來。它可能來自一個已經存在的「奇異點」，它可能永遠以膨脹形式存在，或者宇宙自身本質上是不斷迴圈的。
無論如何，大霹靂是無法回推至「奇異點」的，只能推到位於大霹靂之前的膨脹階段的結束。所以在今天，當提到大霹靂的時候，我們不能認為還存在「奇異點」。
當然，我們也不能把「宇宙膨脹理論」當成宇宙起源的最終解釋，畢竟，我們還不知道，膨脹階段到底發生了什麽。「膨脹」是否有一個「奇異點」？也許有，但即使這樣，也與大霹靂無關。
