宇宙大爆炸的前几秒钟发生了什么？我们知道什么和不知道什么？

　　信不信由你，物理学家正在尝试了解仅几秒钟大的宇宙。

　　但是，至少可以说，这里的情况很复杂，尽管我们取得了长足的进步，但仍有很多东西需要学习。从微型黑洞到异国情调的互动，婴儿宇宙是一个繁忙的地方。

　　我们知道什么？

　　让我们从通用框架开始。137.7亿年前，我们的宇宙异常热（温度超过4万亿度），并且异常小（大约桃子大小）。天文学家怀疑，当我们的宇宙还不到一秒时，它经历了一个令人难以置信的迅速膨胀时期，即宇宙膨胀。

　　这次宇宙膨胀事件也许是我们宇宙历史上发生过的最具变革性的时期。眨眼之间，我们的宇宙就变得异常庞大（放大了至少10 ^ 52）。当这个快速膨胀阶段结束时，首先导致宇宙膨胀的原因衰减了，物质和辐射充斥了整个宇宙（我们不确定如何）。

　　几分钟后，第一个元素出现了。在此之前，宇宙太热，太稠密以至于无法形成任何稳定的东西，它只是夸克（原子核的基本组成部分）和胶子（强核力的载体）的巨大混合体。但是，一旦宇宙健康了十几分钟，它就膨胀并冷却到足以使夸克束缚在一起的过程，形成了第一批质子和中子。这些质子和中子产生了第一个氢和氦（还有一点锂），这种氢和氦持续了数亿年，以建立第一个恒星和星系。

　　从最初的元素形成开始，宇宙就开始膨胀和冷却，最终变成等离子体，然后变成中性气体。

　　虽然我们知道这个通俗易懂的故事是正确的，但我们也知道我们缺少许多细节，尤其是在形成第一个元素之前的时间内。当宇宙只有几秒钟的历史时，某些时髦的物理学可能就已经开始运作了，目前这还超出了我们的理论理解范围，但这并不能阻止我们尝试。

　　已知的未知数。

　　一篇最近发表论文，勾画出一些比较奇特的极早期宇宙的情景。

　　例如，存在关于暗物质的整个问题。我们不知道暗物质是由什么构成的，但我们知道暗物质占宇宙中80％以上物质的原因。关于正常物质是如何从早期波斯菊的浓热汤中起源的，我们有一个很好理解的故事，但是我们不知道何时或如何出现暗物质。它出现在最初的几秒钟内吗？还是晚得多？它是否弄乱了导致第一个元素的宇宙化学，还是留在了背景中？

　　我们不知道什么？

　　然后就是通胀本身。我们不知道是什么为令人难以置信的扩展事件提供了动力，我们不知道为什么它会持续这么长时间，而且我们也不知道最终阻止了它。也许宇宙膨胀的持续时间比我们想象的要长，并且使它的存在一秒钟才为人所知，而不是我们一直想像的那一小部分。

　　这是另一个问题：每位宇宙学家的身边都有一个巨大的刺，被称为物质———反物质不对称性。从实验中我们可以看到，物质和反物质是完全对称的：对于整个宇宙反应中产生的每个物质粒子，也都有相应的反物质粒子。但是，当我们环顾宇宙时，我们看到的是一堆堆正常物质，而看不到任何反物质。为了消除这种平衡，在宇宙存在的最初几秒钟内必定发生了巨大的变化。但是，对于谁负责，什么负责以及确切的机制，我们不确定。

　　如果暗物质，宇宙膨胀和反物质还不够，那么早期的宇宙就有可能制造出大量的小黑洞。今天的宇宙（即过去的130亿年）中的黑洞都来自大质量恒星的死亡。那是唯一的物质密度可以达到触发黑洞形成所必需的临界阈值的地方。但是在异国早期的宇宙中，宇宙的随机斑块可能已经达到足够的密度，从而引发了黑洞的产生，而不必先经过整个恒星形成的过程。可能是。

　　我们需要深层发掘。

　　虽然我们的“大爆炸”理论得到了大量观测数据的支持，但仍有很多谜团可以满足几代人的好奇心。值得庆幸的是，当我们尝试研究这个早期时代时，我们并不是完全盲目。

　　例如，即使只有几秒钟的时间我们仍无法直接看到宇宙的状态，我们也可以尝试在功能强大的粒子对撞机中重新创建这些条件。它不是完美的，但它至少可以教会我们有关这些环境的物理学的知识。

　　我们还可以寻找前几秒钟留下的线索。当时发生的任何古怪的事情都会在后来的宇宙中留下印记。改变暗物质的数量或持续的宇宙膨胀将破坏氢和氦的产生，这是我们今天可以测量的。

　　宇宙在380,000年前就从等离子体转变为中性气体。然后释放的光以宇宙微波背景的形式持续存在。如果宇宙弹出一堆小黑洞，它们会影响这种余辉光模式。

　　我们甚至希望直接观察这个时代。不是光，而是引力波。那种混乱的地狱一定在时空中释放出一连串的涟漪，就像宇宙微波背景一样，这种涟漪会一直延续到今天。我们尚不具备直接观测那些引力波的技术能力，但每天我们都在逐渐接近。

　　也许当我们这样做时，我们会看到新生的宇宙。