宇宙诞生之前是什么样子？诺奖得主彭罗斯：答案我已经找到

人类离开地球之前，人们都在想:地球是怎么来的？人类走出地球，看到广阔的宇宙后，科学家们通过大量的观察和研究，提出了行星理论，基本上搞清楚了地球的起源。

浩瀚的宇宙中有无数的天体和星系，我们基本上可以通过研究找到它们的起源。天体和星系的起源已经出现，但人们提出了一个更宏伟的问题:宇宙的起源是什么？

既然天体和星系都有起源，那么宇宙也一定有。科学家经过研究提出了大爆炸理论，认为我们的宇宙是起源于138亿年前的奇点。20世纪60年代，霍金和彭罗斯提出了奇点定理，并得到了一些宇宙观测数据的证明。

奇点大爆炸后，宇宙诞生，然后膨胀演变成五彩缤纷的宇宙。如今，大爆炸理论已经成为科学家对宇宙起源的主流观点。随着观测数据的积累，越来越多的证据出现，从而证明了奇点大爆炸理论的正确性。

现在科学家基本上找到了宇宙起源的答案，于是人们想到了另一个更宏伟的问题:宇宙诞生前是什么样子的？如果宇宙起源于大爆炸，那么在宇宙诞生之前就应该有东西存在了。会是什么样子？

至于宇宙诞生前的样子，对很多人来说研究它可能显得没有意义，因为BIGBANG之前没有时空，直到大爆炸之后才产生了时空。既然时间是在大爆炸之后诞生的，那么之前研究BigBang又有什么意义呢？

上面的解释看似很有道理，但没有人对因果律中无懈可击的答案感到满意和认可。只要万物存在，就有因果，有前有后，宇宙也是如此。它的存在会有它的起点和终点，它在诞生之前也会存在。

但是，研究宇宙诞生前的样子，比研究和探索宇宙的起源要困难很多倍，因为起步非常困难，也不知道从什么方向去研究和探索。2020年，罗杰·彭罗斯获得诺贝尔物理学奖。这位89岁的老人很不寻常。他在20世纪60年代和霍金一起提出了奇点定理，并用一些数据证明了宇宙起源于一个奇点。

罗杰.彭罗斯提出宇宙起源于奇点的理论后，他还思考了宇宙诞生前的样子。彭罗斯也不同意在宇宙诞生前研究其外观是没有意义的观点。在他看来，宇宙一定在诞生之前就已经存在，那么它会是什么样子呢？

经过不断的思考和研究，罗杰.彭罗斯提出了保形循环宇宙学。那么什么是共形圆形宇宙呢？其实我们用一个简单的词来表达宇宙中有轮回。

彭罗斯保角循环宇宙(CCC)模型的数学基础是保角映射，也称保角变换。“共形”一词反映了变换的几何意义，即保持两条光滑曲线之间的夹角和无穷小结构的形状不变，但不保持其大小。在大爆炸的时间点，原本密集萎缩的空间被改造拉伸；对于未来，转型可以将无限的扩张空间限制在有限的范围内。

以上解释比较难懂。我们用通俗的语言，我相信我们所有的朋友都知道宇宙从大爆炸诞生，然后开始加速膨胀。随着宇宙的膨胀，星系之间的距离越来越大，星系不断向外移动，成为彼此遥不可及的“宇宙孤岛”。另一方面，引力使恒星和星系不断坍缩，形成越来越多的恒星黑洞和超级黑洞。

2008年，科学家终于证实，银河系中心本身就是一个质量约为太阳400万倍的超大质量黑洞。黑洞和黑洞可能会合并产生更大的黑洞，但它们永远不会分裂成更小的黑洞。

在宇宙中，星系的合并和融合是很常见的。银河系和仙女座星系也将在40亿年后碰撞合并。中间的两个黑洞也会碰撞融合，最后变成更大的大质量黑洞。而这种星系合并在未来还会继续发展演变，然后在宇宙的最终中心会出现一个超大黑洞。

先说宇宙的膨胀。会一直持续下去吗？恐怕不可能。众所周知，如果一个气球想膨胀，它需要我们吹进它来为它提供能量。如果宇宙是独一无二的，它的能量无法从外界获得，只能消耗宇宙中的能量，这可能就是我们现在一直在寻找的暗能量。

暗能量加速宇宙膨胀，宇宙不断膨胀消耗能量。随着能量的不断减少，宇宙的膨胀无法继续，并将在未来某个时间停止膨胀。停止膨胀是宇宙的末日吗？当然不是。能量越来越少，空间就无法维持，于是就会坍缩，也就是宇宙停止膨胀后会收缩，最后整个宇宙又会收缩到奇点状态，新的大爆炸又会发生，新的宇宙开始膨胀演化。

彭罗斯认为，我们的宇宙在这个大爆炸——膨胀——大爆炸——膨胀中无限循环，在宇宙诞生之前，它是另一个宇宙，不是没有任何东西。这个理论也可以用熵增定律来解释。我们都知道熵增定律是热力学第二定律，是一个让科学家感到绝望的定律。

熵增定律告诉我们，任何事物从诞生的那一刻起，熵值就在增加，这个过程是不可逆的。随着熵值的增大，系统会变得越来越混乱，最终走向末路，宇宙也是如此。从奇点大爆炸诞生的那一刻起，熵值开始增大。

随着熵值的增大，空间会变得越来越不稳定，然后宇宙收缩，天体毁灭，黑洞生长吞噬一切物质并转化为能量，最后黑洞蒸发消失，整个宇宙变成一个纯粹的能量空间。能量空间继续坍缩到极致后，会再次爆炸，开始新的宇宙循环。

彭罗斯的共形循环宇宙学在2020年获得诺贝尔物理学奖时再次浮出水面。而彭罗斯又一次向人们推荐了这个理论，这个理论可以解释之前宇宙的出现，并且自信地预言在宇宙微波背景上发现的六个霍金点就是这个理论的最好证明。

然而，保角循环宇宙学并没有得到大量科学家的支持。要证明这个观点的正确性，霍金点是关键。然而，科学家们多年来一直在仔细考察宇宙的微波背景，目前没有发现任何特别的热点。所谓的霍金点是不存在的。

从这个角度来看，彭罗斯的共形循环宇宙学要被人们认可，还有很长的路要走。无论如何，这个理论揭示了宇宙以前可能是什么样子，仍然具有重要意义。如果未来科学家发现霍金点，证明共形循环宇宙学，那么他将成为和爱因斯坦一样伟大的科学家。