图解时间简史

霍金讲述宇宙的由来

由于不同的初始状态会导致不同的演化。大爆炸奇性的状态从何而来，宇宙又从何而来，即“第一推动”的问题让众多物理学家开始了苦索答案的行程。

寻找第一推动问题的答案

20世纪80年代初，科学家们提出了所谓的暴涨宇宙模型。在大统一破缺之后，宇宙出现了一个以指数形式膨胀的阶段。这种暴涨导致的结果和今天观察到的宇宙大致相似：宇宙是十分平坦、均匀、各向同性的，而且宇宙中包括星系团、星系、恒星和生命形成等物质分布的模式也是这样的。但是，人们仍然没有彻底解决第一推动的问题。

霍金解决了第一推动的问题

真正解决第一推动问题的是霍金。在霍金提出的无边界条件的量子宇宙论中，宇宙的诞生源自一个欧氏空间向洛氏时空的量子转变。

欧氏空间是一个四维球，在四维球转变成洛氏时空的最初阶段，时空处于暴涨阶段。接着，膨胀减缓，我们可以用大爆炸模型来描述。在这个宇宙模型中，空间是有限却无边界的，可以说是封闭的宇宙模型。在1982年霍金提出这个理论后，几乎所有的量子宇宙学都围绕着这个模型展开研究。这是因为这个模型的理论框架对封闭宇宙的研究非常起作用。

目前的观测和推断

很多人曾经尝试将霍金的封闭宇宙的量子论推广到开放的情形，但未能成功。之后，霍金和图鲁克在他们的新论文《没有假真空的开放暴涨》中提及了这个问题。霍金仍然运用了四维球的欧氏空间来说明问题。由于四维球具有非常高的对称性，在进行解析开拓时，就可以得到双曲面为空间截面的宇宙。按照三维双曲面空间继续演化下去，宇宙就不会重新收缩，这样的演化是无穷无尽的。

如果宇宙重新坍缩，造成的结果将是重新回到高温的大挤压状态。而开放宇宙的无限膨胀的前景也很难说，或许宇宙将不断地冷却下来。不过就目前来说，人们无法知晓世界末日何时来临，因为那是极其遥远的事情。

宇宙的年岁

怎样计算宇宙的年龄

宇宙的膨胀现象赋予了我们测定宇宙生命的时间尺度。最近的统计结果则是，宇宙大爆炸源于150亿年前。

宇宙日记

我们现以另一种方式呈现宇宙150亿年的生命记录。用1天来表示4110万年，用1小时来表示171万年，用1分钟来表示28900年。