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

在人类没有走出地球之前，人们就在思考：地球是如何来的？这个问题在人类走出地球，看到浩瀚宇宙之后，科学家通过大量的观察研究，提出了行星理论，基本已经搞清楚了地球的起源。

浩瀚的宇宙有无数的天体，有无数的星系，而这些天体和星系，我们基本都可以通过研究找到它们的起源。天体和星系的起源有了，可是人们又提出了一个更宏伟的问题：宇宙的起源如何？

既然天体和星系有起源，那么宇宙必然也是有起源的，科学家经过研究后提出了大爆炸理论，认为我们的宇宙是起源于138亿年前的一个奇点。而在上个世纪60年代，霍金和彭罗斯提出了奇点定理，并且通过一些宇宙观察数据进行了证明。

奇点大爆炸之后，宇宙诞生了，然后不断膨胀演化有了现在丰富多彩的宇宙世界。如今的大爆炸理论已经成为科学家主流的宇宙起源观点，而随着观测数据的不断积累，越来越多的证据出现，从而侧面证明奇点大爆炸理论的正确性。

宇宙的起源如今科学家基本已经找到了答案，于是人们又想到了另一个更宏伟的问题：宇宙诞生之前是什么样子？如果宇宙是起源于起点大爆炸，那么在宇宙没有诞生之前，应该也是有事物存在的，那会是什么样子？

对于宇宙诞生之前的样子，可能在很多人看来，研究探讨这个毫无意义，因为宇宙大爆炸之前是没有时间和空间的，直到大爆炸发生之后，才创造出了时间和空间。既然时间都是在大爆炸之后才诞生的，那么研究宇宙大爆炸之前还有什么意义？

以上的这个解释看上去非常有道理，可是这个因果律上无懈可击的回答，却没有一个人满意和认可。任何事物只要存在就会有因和果，也会有前和后，宇宙同样也是如此，它存在就会有起源和终点，也会有诞生之前的存在。

可是要研究宇宙诞生之前的样子，远比研究探索宇宙起源要难上无数倍，因为它很难下手，不知道该从什么方向来研究探索。在2020年的诺贝尔学奖上，罗杰·彭罗斯获得诺贝尔物理学奖。这位89岁的迟暮老人可不一般，它在上个世纪60年代跟霍金一起提出了奇点定理，并且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之后，也同样想到了宇宙诞生之前是什么样子？彭罗斯同样不认同研究宇宙诞生之前的样子毫无意义的观点，在他看来，宇宙诞生之前必然是有存在的，那么会是什么样子？

经过不断的思考研究，罗杰·彭罗斯提出了共形循环宇宙学。那么何为共形循环宇宙？其实我们用一个简单的词语表达，那就是宇宙存在轮回。

彭罗斯共形循环宇宙（CCC）模型的数学基础是共形映射，也叫保角变换。“保角”一词反映了变换的几何意义，即保持了两条光滑曲线之间的角度以及无穷小结构的形状不变，但不保持它们的尺寸。在大爆炸的时间点，原来密集缩小的空间被变换拉伸了；而对未来而言，变换可以将无限扩张的空间限制在有限的范围内。

以上的解释比较绕口难以理解，我们用通俗的语言来讲，相信朋友们都知道，宇宙从大爆炸中诞生，然后就开始不断加速膨胀。宇宙的膨胀让星系间距离越来越大，星系不断远离，成为一个个互相遥不可及的“宇宙孤岛”。另一方面，引力使得恒星和星系不断塌缩，形成越来越多、越来越大的恒星黑洞和超级黑洞。

科学家们在2008年最终证实，银河系中心本身，就是一个质量约为太阳400万倍的超大黑洞。黑洞与黑洞有可能合并产生更大的黑洞，但从来不会分裂成更小的黑洞。

在宇宙中，星系的合并融合是非常普遍的事情，银河系和仙女座星系在40亿年后也会发生碰撞融合，中心的两个黑洞同样会碰撞融合，最后变成一个更大的大质量黑洞。而这样的星系合并在未来还会继续，一直演化下去，那么最后的宇宙中心将出现一个超级巨大的黑洞。

我们再来说下宇宙的膨胀，它会一直进行下去吗？恐怕不大可能，我们都知道， 一个气球想要膨胀，需要我们往里面吹气给它提供能量。如果宇宙是唯一的，那么它的能量就无法从外界获取，而只能是消耗宇宙内的能量，这个能量有可能就是我们现在一直在寻找的暗能量。

暗能量使得宇宙加速膨胀，而宇宙的不断膨胀又在不断消耗能量，随着能量的不断减少，宇宙的膨胀就无法继续下去，会在未来某一个时间停止膨胀。停止膨胀就是宇宙的结局吗？当然不是，能量越来越少，宇宙空间就无法维持下去，从而会发生坍缩，也就是宇宙停止膨胀后会不断收缩，最后整个宇宙再次缩小到奇点状态，新的大爆炸再次发生，新的宇宙开始膨胀演化。

彭罗斯认为，我们的宇宙就是在这种大爆炸-膨胀-大爆炸-膨胀中无限循环，而宇宙诞生之前是另一个宇宙，并不是什么也没有。而这个理论我们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，熵值就在不断增大，并且这个过程不可逆。随着熵值的不断增大，系统会越来越混乱，最终走向终点，宇宙同样也如此，从奇点大爆炸诞生的那一刻起，熵值就开始不断增大。

随着熵值的不断增大，宇宙空间也会变得越来越不稳定，然后宇宙收缩，天体毁灭，黑洞不断壮大吞噬掉一切物质转化为能量，最后黑洞也会蒸发消失，整个宇宙变成一个纯能量的空间。能量空间继续坍缩，缩小极致之后，它会再次发生大爆炸，新的宇宙轮回开始。

彭罗斯的共形循环宇宙论随着它在2020年获得诺贝尔物理学奖，再一次重见天日。并且彭罗斯也再次向人们推荐这个理论，它可以解释宇宙之前的样子，并言之凿凿地预言，宇宙微波背景上发现的6个霍金点，就是这个学说最好的证明。

尽管如何，共形循环宇宙论仍然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。可是科学家多年来一直以仔细检查宇宙微波背景，目前并未发现有什么特别的热点，所谓的霍金点并不存在。

由此看来，彭罗斯的共形循环宇宙论想要得到人们的认可，还需要漫长的路要走。不管如何，这个理论为我们揭示了宇宙之前可能的一个样子，还是有着重大意义。如果在未来科学家发现了霍金点，证明了共形循环宇宙论，那么他将成为跟爱因斯坦一样伟大的科学家。