“大爆炸起始于一个奇点”是过时的理论。最近几十年的理论推导和实验倾向于认为,并没有存在过“大爆炸奇点”这样的东西。
大爆炸宇宙论的核心观点是度规膨胀、早期高温态、太初核合成、星系形成,这些是从独立于任何宇宙学模型的实际观测中推导而来,包括而不限于轻元素的丰度、宇宙微波背景辐射、大尺度结构、Ia型超新星的哈勃图。“大爆炸起始于什么”“暴胀存在与否”则是可以被各种替代性理论阐述的。
霍金将费曼的总和历史方法应用于研究宇宙起源,这涉及总和在时空的每一条世界线可能发生的事件,意味着必须考虑宇宙的边界条件,而最特殊的边界条件就是没有边界。1981年,霍金发表了论文《宇宙边界条件》,提议宇宙可能没有边界,即没有起源或终结。1983年,霍金与詹姆斯·哈特尔合作提出宇宙无边界模型:在普朗克时期之前,由于量子力学的不确定性原理,宇宙没有时空边界;在极早期宇宙里只有空间、没有时间,宇宙起源的概念毫无意义。
那之后,霍金多次谈到,宇宙可以通过量子机制整个涌现于虚无之中。
我们可以构建这样的模型:宇宙的总能量是零。
在宇宙的总能量是零的情况下,要平衡恒星的能量,简单有效的方法是抬出引力:引力是吸引的,引力能是负的,你必须做功才能把引力束缚的系统(例如地球和月球)分离开。
但是,地球的引力能不到构成地球的物质粒子的不变质量所对应之能量的十亿分之一。恒星这样的物体会有更负的引力能,恒星的尺寸越小(它的不同部分相互靠得越近),引力能就越负,可是在引力能足以抵消自身的不变质量之前,该恒星就足够坍缩成黑洞了,而黑洞具有正的能量。这导致真空的相对稳定,避免在你脸上随机涌现恒星或黑洞[1]。
而整个宇宙却能自发涌现。因为引力赋形于时空,允许时空局部稳定且全体不稳定。在全宇宙的尺度下,物质的能量可以被引力能的负能量抵消到零。由此,宇宙可以从无之中自我创生,而不需要一个非常特殊的奇点,或是任何类型的创世者。
过去几十年里,人们已经建立了许多不需要大爆炸奇点的宇宙学理论。