华为售后工程师:宇宙和时间的起点是什么？

实际一些
当你出生后
宇宙和时间就有了起点
对你而言

我们认为的时间起点是150亿年前的宇宙大爆炸
时间的起点是人类定义时间的概念开始的。

这不是一两句话说得清楚的。
建议你去看史蒂芬·霍金的《时间简史——从大爆炸到黑洞》，你会得到所有的答案。
我很喜欢思考，有过和你相同的困惑，这本书我看了好多遍，所有不知道的、想知道的里面都有，强烈推荐！
对这方面有一定的研究，有不懂的地方，可以共同探讨。
QQ：328471828

观测星体运动，人们发现，所有的星系都是远离的，这就是著名的 哈勃定律。那么据此推想星系的过去，就应该是宇宙起源于大爆炸。现代宇宙学理论认为宇宙大爆炸创生时间空间和物质，因此宇宙时间起始于大爆炸。

根据现代宇宙学原理，宇宙的年龄定义为哈勃常数的倒数。因为现代宇宙学理论认为，我们的宇宙在膨胀着，宇宙诞生的初期仅仅是一个奇点，经过膨胀进化，成为现在的宇宙。宇宙的膨胀速率就是哈勃常数。在天文学，对于哈勃常数的测定一直存在着相当大的不确定性，问题出在对远方星系距离的测定上。经过天文学家几十年的努力，用尽各种方法。在1996得到的哈勃常数是20千米/（秒*百万光年），计算出的宇宙年龄是150亿年。如果用测到的最小哈勃常数计算，宇宙的年龄也就是200亿年。
现代宇宙学是以爱因斯坦1916年提出的广义相对论为理论基础的。1922年前苏联数学家费里德曼在爱因斯坦的广义相对论场方程的基础上，纠正了静态宇宙的错误，得出了动态宇宙的解。这就是著名的费里德曼宇宙模型。
1926年美国天文学家哈勃依据河外星系的光谱普遍存在红移的观测资料，应用多普勒效应来解释这些星系的红移现象，给出最初的哈勃常数。多普勒效应是：当发光物体向观测者运动时，它的光谱向紫端移动；当发光物体远离观测者运动时，它的光谱向红端移动。发光物体的运动速度与光谱的移动量成正比。用多普勒效应解释星系的红移现象，就是大多数星系都在远离我们。也就是说明我们的宇宙处在膨胀之中。
伽莫夫是现代热大爆炸宇宙学的奠基人，在哈勃发现天体的整体退行20年之后，伽莫夫从理论上提出：宇宙源于大爆炸，原初大爆炸的“火球”由于膨胀冷却，而在今天宇宙中应该留下背景光子温度。1964年5月贝尔实验室彭齐亚斯和威尔逊无意中发现了宇宙深空中各向同性的微波背景辐射。这一发现曾经轰动一时，同时也奠定了现代宇宙学在科学界的地位。
在微波背景辐射发现的同时，天文学家注意到，氦元素的丰度无论在宇宙的恒星中，还是在星际物质中，其值都是24%左右。这一数值远远超出了恒星内部热核反应所能提供的氦丰度。另外还有氘和锂等轻元素的星际丰度，也都大大地超过恒星中核反应所能产生的丰度。但是，这些轻元素的宇宙丰度与宇宙大爆炸核合成理论的丰度预言，能够非常好地得到完全吻合。
现代宇宙学把星系的整体退行、微波背景辐射和轻元素的合成称为大爆炸宇宙理论的三大基石。所以，大爆炸宇宙学是建立在可靠的天文观测基础上的一门科学，是最为成熟的庞大的理论体系。有许多人赞叹宇宙大爆炸理论的精确和无限完美。并引用爱恩斯坦的话：宇宙间最不可理解的事物是，宇宙是可以理解的。但是，这个世界给我们的印象，应该还是那句老话：宇宙间最可理解的是，宇宙中还有许多事物是不可理解的。
大爆炸理论中，出现的许多不可以理解的疑问，大多都在宇宙的年龄上。星系中与太阳同等质量的恒星年龄是100亿年，太阳一半质量的恒星在主星序上的时间竟长达2000亿年。现在的技术我们还无法确认单体恒星在主星序上的实际年龄。也就是说，在银河系中有些恒星的年龄可能远远超出了宇宙的年龄。再比如说：我们到达另外一个星球，上面居住着一些生物。经过交流我们知道它们的年龄是100年，你能根据你的经典理论，认定它们的历史就是100年或者是200年吗？
20世纪天文学最卓越的成就之一，是我们能详细地描绘恒星的诞生、发展、死亡的一生。许多研究告诉我们恒星是一种生命体，银河系就是由这些生命体和可能演化成生命体的星际物质所组成的庞大系统。如果没有宇宙年龄的制约，银河系的年龄不可能是仅仅等于组成它的恒星的年龄。
自从哈勃以有力的证据，断定仙女座大星云远在银河系之外，进而确立了河外星系的存在。到今天，在我们的视界中可以看到万亿个各种大小的星系。现代科学技术的发展使我们能够在地球之外，用全电磁波段、高分辨率地观察我们的宇宙。但是，我们对星系的研究已经快八十年了，类星体的发现也都有三十多年了。除了当年哈勃对各种星系的分类之外，我们对星系本质上的认识几乎没有什么进展。是什么束缚了我们的思想，也许就是宇宙的年龄吧。
历史是可以借鉴的，从人类认识周围世界的思想史看，可以将其分为四个阶段：1、地球及周围环境认识阶段。2、太阳系全面认识阶段。3、银河系认识阶段。4、星系及宇宙认识阶段。在这四个阶段中最具革命性思想的理论应该是托勒密的天文学之大成，我们现在把它叫做“地心说”。该理论仔细观察月亮、太阳和大地之间的关系后，在没有解决地球引力的情况下，大胆地提出了我们脚底下的大地是一个球体。而且，它的行星运行理论中的“本轮”、“均轮”构思亦非常精巧。在没有量化的天空中，各大行星的运行轨迹可以全面奠定“地心说”的基础。也就是因为“地心说”的巨大成功和人们头脑中长期的固有观念，使人们在提出新的学说时变得非常困难和难以接受。
现代宇宙学也许非常成功。但是，在宇宙中应该还有许多我们所不理解的东西。如果我们对所有问题都有所了解，现代宇宙学就不会有那么多的困难和补充理论出现了。对于现在这种情况，我们是否可以先把现代宇宙学理论放在一边。撇开宇宙年龄问题的束缚，全面地去探讨星系的演化过程呢？
在银河系中，已确认的年龄最大的恒星是远离银核，在银晕边缘的球状星团中的恒星。它们的年龄最大已超过160亿年。但是它们的金属（天文学中除氢氦以外的所有物质统称为金属）丰度仅有太阳的1%。从恒星演化的过程可以知道，金属都是恒星在核反应时产生的。当恒星经历完它的生命历程，以新星或超新星的爆发，把剩余的氢氦和金属抛向星际空间。就金属丰度而言，在银核附近的丰度最高。这说明在那里曾经经历过大质量、多代甚至几十代的恒星演化。而银晕边缘只是经历过一至二代的恒星演化。总之，银核的演化时间肯定要超过银晕的演化时间，银河系的年龄肯定超过160亿年。就星系的整体情况看，星系的金属丰度应该是星系演化年龄的函数。像银河系这样大质量的星系演化时间，至少也要超过1000亿年。
为了能更好地说明银河系的演化年龄，以下试着描述一下星系的演化过程。用以证明银河系年龄确实比宇宙的年龄大。
在宇宙中，恒星的演化使宇宙的“白矮星”、“中子星”和“黑洞”不断增加，这就出现了宇宙演化中的不可逆性疑问。这个问题应该在星系演化过程当中得到解决。
星系的演化也应该是一种生命过程，在探讨这个过程之前，我们先根据对星系的观测经验，总结几点星系演化的普遍性质。
1、 星系演化的过程具有聚集性。我们可以普遍观测到两个星系的碰撞聚集和旋涡星系的向心聚集。
2、 星系中恒星形成的成团性。
3、 金属丰度与星系演化年代的相关性。
4、 活动星系核的大质量、高能量和有物质喷发的现实性。
星系可分为正常星系和活动星系二大类。哈勃将正常星系又分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系和不规则星系。活动星系有赛弗特星系、N星系和类星体等分类。
星系的演化应该起源于不规则星系，因为不规则星系的金属丰度最小。经过一段时间的演化聚集，星系演变成为矮椭圆星系。宇宙中存在许多暗物质和星云，这些暗物质的运动状态与星系的运动状态不尽相同。当椭圆星系运动到暗物质当中时，矮椭圆星系的自旋带动暗物质运动，并在椭圆星系周围生成新的恒星团块，这样形成的是旋涡星系。当椭圆星系没有完全收缩完成时，椭圆星系就运行到暗物质之中。这时形成的就是棒旋星系。
星系在演化过程中，椭圆星系和暗物质相互作用可以向旋涡星系过渡，这时星系质量会显著增加。再经过漫长的时间，由于旋涡星系的向心聚集，旋涡星系又向椭圆星系演化。因为角动量守恒，此过程可以解释星系的转动起源，而大爆炸理论无法解释星系的旋转难题。
在宇宙中不仅有椭圆星系和暗物质的相互作用，而且还可以有椭圆星系和不规则星系的相互作用、旋涡星系和不规则星系的相互作用、旋涡星系和旋涡星系的相互作用等等。这些相互作用是产生恒星团块的主要原因。50亿年前银河系就发生过一次这样的相互作用，这次相互作用产生了银河系周围大量的恒星团块，太阳系也在其中。像银河系这样大质量的星系，大的相互作用要发生3～4次。相互作用时间为100亿年，间歇时间要300亿年（该时间与旋涡星系和椭圆星系在大区域的密度之比相关），合计演化时间要超过1000亿年。
旋涡星系的向心聚集性，使恒星完结时产生的“白矮星”、“中子星”和“黑洞”不断地向星系核聚集。星系的长期演化，使星系核的质量在不断增加。当星系核质量演变得足够大时，星系的核将演化成为活动星系核。活动星系核的寄主星系是旋涡星系的天文学称为赛弗特星系，寄主星系是椭圆星系的被称为N星系，我们不能看到寄主星系的是类星体。
因为活动星系核的质量特别巨大，星系核内的引力压力将物质压碎为亚夸克状态。我们可以称这种物质状态为普朗克态。对于普朗克态的物理性质，人类没有经验，原因是人们在地球上还找不到能够击碎夸克的能量。普朗克态是否是粒子状态、是否遵循已知的物理定理亦未可知。但是，它在类星体上存在的巨大的能量显示和光变特性，使人们为之惊讶。
普朗克态物质在活动星系核的压力下，从压力薄弱处喷发出来，其喷射速度高达1000千米/秒以上。这使普朗克态物质合成氢氦物质的时间极短。根据粒子物理学，这个物质演变时间与氘的含量相关。有许多活动星系核氢氦的合成时间甚至短于大爆炸宇宙理论的合成时间，所以有的类星体的喷射物质中氘的丰度特别高，这让大爆炸宇宙理论无法给出解释。
活动星系核的喷射物的温度下降极快，因为这种喷射要吸收大量的能量。该喷射物很快可以降温到几K温度，它们奔向宇宙深处，成为演化新星系的原料—宇宙暗物质。活动星系不可能完全喷发干净，当活动星系核的质量降低到一定量时，星系脱离活动星系阶段，它们又会成为正常星系继续演化。
以上星系演化理论，可以总结如下：宇宙暗物质演化为星系，正常星系相互作用，当核增长到一定质量时成为活动星系，活动星系喷射出氢氦物质后又会成为正常星系。这个演化过程需要漫长的时间，大爆炸宇宙理论的宇宙年龄显然不能满足这个时间要求。而且，星系演化理论可以解释宇宙间星系层面的大部分天文现象，大爆炸宇宙理论对这些观测现象却是无能为力。
当然，银河系的年龄不可能比宇宙的年龄大，不过上文所提及的时间矛盾却是显而易见的。就我们现在对宇宙的认识，我们对宇宙整体的起源现在就下结论，尚属为时太早。现在天文学应该做的是把星系的问题先探讨清楚。宇宙大尺度结构的研究刚刚开始，有许多观测结果也对现代宇宙学不利，我们应该把现代宇宙学放放再说。
大爆炸真的是时间的起点吗？抑或宇宙在大爆炸之前就已经存在？如果在10年前提出这样的问题，那简直是对宇宙学大逆不道了；绝大多数宇宙学家会认为，思考大爆炸以前的时间，就像打听北极以北的地方在哪里一样。然而，理论物理学的发展，尤其是弦论的出现，大大改变了宇宙学家的视角，大爆炸前的宇宙已成了宇宙学的研究前沿。

探索大爆炸之前发生过什么的新思潮，其实只是数千年来的理性钟摆的最新一次摆动。几乎在每一种文明中，终极起源的问题都会让哲学家和神学家忙个没完没了。它所关怀的问题让人应接不暇，其中著名的一个出现在Paul Gaugin(高更)1897年的名画中： 我们从哪里来？我们是什么？我们往哪里去？这幅作品描绘了生老病死的轮回：每个人的起源、身份与宿命，而这份对个人的关怀，直接连系着宇宙的命运。人类可以寻根，追溯自身的血统，穿越世世代代，回到我们的动物祖先，再溯及生命的早期形式和初始生命，然后回到原生宇宙中合成的元素，再到更早期空间中的飘渺能量。我们的谱系树是否可以这样一直无休止地延伸下去呢？抑或它会终止于某处？宇宙是否也像人类一样，并非永恒的？
古希腊人曾就时间的起源有过激烈的争论。亚里斯多德主张无不能生有，而站在了时间没有起点的阵营。如果宇宙不能无中生有，那它过去必然是一直存在的。基于这些理论，时间必定是朝着过去和未来两端无限延伸。而基督教神学家则倾向于相反的观点。奥古斯丁坚决主张，神存在于空间和时间之外，而且创造了时空和整个世界。有人问道：神在创造这个世界之前在做什么？奥古斯丁答道：时间本身就是神创造的产物之一，所以根本就没有之前可言！
爱因斯坦的广义相对论，引导当代宇宙学家得出了几乎一样的结论。广义相对论认为，空间和时间是柔软可塑的实体。在大尺度上，空间本质上是动态的，会随时间而膨胀或收缩；它承载物质的方式，就像海浪承载浮物一样。1920年代，天文学家观测到遥远的星系正在彼此远离，从而证实宇宙正在膨胀。接着，物理学家Stephen Hawking(霍金)与Roger Penrose(彭若斯)在1960年代证明，时间不可能一直回溯下去。如果你把宇宙历史一直往回倒退，所有的星系终会挤到一个无穷小的点(称为即奇点)上，这与它们掉进黑洞的意思差不多。每个星系或其前身都被压缩到零尺寸，而密度、温度和时空曲率等物理量则变成无穷大。奇点就是宇宙万物的起点，超过这一界限，我们的宇宙谱系树就无法再往前延伸了。
宇宙是均匀的？

这个无法避免的奇点，给宇宙学家带来了令人不安的严重问题。特别是，奇点与宇宙在大尺度上所展示的高度均匀性及各向同性似乎有矛盾。由于宇宙在大尺度上到处都相同，因此在相距遥远的区域之间，必以某种方式传递信息，以协调彼此的性质。然而，这与旧的宇宙学规范相抵触。
具体来说，不妨想一下从宇宙微波背景辐射释放后，这137亿年来发生的事情：由于宇宙的膨胀，星系间距离增大了1000倍，而可观测宇宙的半径，则增大了10万倍之多(由于光速超过宇宙膨胀速度)。我们今天看到的宇宙，有很大一部分是我们在137亿年所看不到的。的确，在宇宙历史上，现在那些来自最遥远星系的光，还是第一次到达银河系。
尽管如此，银河系与那些遥远星系的性质，竟然基本上是一样的。这就好比你参加一个聚会，发现自己穿的衣服与十多位好友的一模一样。如果只有两人衣着相同，用巧合还可以解释得过去。可是如果十几个人衣着都相同，那八成是他们事先约好了。在宇宙学中，这个数字不是十几个，而是数万个--这是全天域微波背景中的天区数量，它们彼此独立，但统计上却完全等同。
一种可能性是，这些空间区域诞生伊始便被赋予了相同的性质，换言之，均匀性只不过是个巧合。然而，物理学家想出了两种更自然的途径来摆脱僵局：让早期宇宙要么比标准宇宙小得多，要么老得多。任一条件(或者两者一起)，都有可能实现各个空间区域之间的相互联系。
当前最流行的是第一种途径。假设宇宙在早期历史中曾经历一次快速膨胀，称为暴胀。在暴胀之前，星系或其前身全都紧密地挤在一起，因此可以容易地协调它们的性质。在暴胀阶段，由于光速赶不上暴胀的速度，它们便彼此失去了联系。暴胀结束后，膨胀速度开始放慢，因此各星系间又逐渐恢复了联系。
物理学家将暴胀所迸出的能量，归因于大爆炸之后约10*-35秒一个新的量子场暴胀子中所储存的势能。势能与静质能和动能不同，它可以产生引力排斥效应。通常的物质引力会减慢宇宙膨胀，但暴胀子却会加速宇宙膨胀。暴胀理论于1981年问世，至今已经解释了众多的精确观测结果[参见本刊1984年第9期Alan H·Guth与Paul J·Steinhardt所著《爆胀宇宙》和2004年第4期的专题报道《打开宇宙的四把钥匙》]。不过，还有一系列潜在的理论问题没有解决，首当其冲的是，暴胀场子究竟是什么？以及如此巨大的初始势能从何而来？
第二种途径喜晃?怂???蔷褪潜芸?娴恪H绻?奔洳皇鞘加诖蟊?ǎ?绻?谀壳暗呐蛘涂?贾?埃?钪婢鸵丫?嬖诤艹ひ欢问奔淞耍?敲次镏示陀谐湓5氖奔浒炎约旱姆植及才诺帽冉掀交?R虼搜芯咳嗽币芽?贾匦录焓拥汲銎娴愕耐频脊?獭?
推导过程中假设相对论始终有效，看来是大有问题的。在接近一般认定的奇点时，量子效应必定越来越重要，甚至起到主导的作用。正统的相对论没有考虑到这类效应，因此，认定奇点不可避免，无疑是过份相信了相对论。要弄清真正发生的情况，物理学家必须把相对论纳入到量子引力理论中。这个任务让爱因斯坦以后的物理学家伤透脑筋，直到1980年代中期，进展还几乎等于零。

弦论的革命

如今，有两个好方案出现了。第一个叫圈量子引力，它完整保留了爱因斯坦理论的精髓，只是改变了欲符合量子力学条件的程序[参见本刊2004年第3期Lee Smolin所著《量子化时空》一文]。过去几年中，圈量子引力的研究者取得了长足的进展，获得了非常深刻的认识。然而，或许对传统理论的革命不够深入，因而无法解决引力量子化的根本问题。类似的问题在1934年也出现过，当时费米(Enrico Fermi)提出了他的弱核力有效理论，令粒子物理学家大伤脑筋。所有建立量子费米理论的努力，全都悲惨地一无所获。结果真正需要的，并不是新的枝巧，而是在1960年代后期，格拉肖(Sheldon L·Glashow)、温伯格(Steven Weinberg)和萨拉姆(Abdus Salam)的电弱理论所带来的根本翻修。
第二个就是弦论，我认为比较有前途。弦论对爱因斯坦理论进行了真正的革命性改造，本文将着重讨论；尽管圈量子引力的支持者声称，他们也得出了许多相同的结论。
弦论萌生于1968年，那是我用于描述核子(质子和中子)及其作用力的模型。尽管在问世之初引起不小的轰动，这一模型最终还是失败了，让位给了量子色动力学。后者用更基本的夸克来描述核子，而弦论就被舍弃了。夸克被禁锢在质子或中子内，彼此就好似用橡皮弦把它们拴在一起。现在回顾起来，最初的弦论其实已经抓住了核子世界中弦的要素。沉寂一段时间之后，弦论又以结合广义相对论和量子理论的姿态，东山再起了。
弦论的核心概念，是基本粒子并非点状物，而是无限细的一维实体，也就是弦。在基本粒子庞大的家族中，每种粒子都有自己的特性，这反映在一根弦有多种可能的振动模式上。这样一个看似简单的理论，如何能够描述粒子及其作用力的复杂世界呢？答案可以在我们所说的量子弦魔术中找到。一旦把量子力学套用到振动的弦(与小提琴弦没两样，只不过其上的振动以光速传播)上面，崭新的性质便出现了。所有这些性质，对于粒子物理学和宇宙学具有深刻的启示。
首先，量子弦的尺度有限。如果不考虑量子效应，一根小提琴弦可以一分为二，再一分为二，这样一直分割下去，直至最后变成一些无质量的点状粒子。但是分割到一定程度，海森堡的测不准原理就会介入，防止最轻的弦被分割到10*-34米以下。这个不能再分割的长度量子，用ls表示，是弦论引入的一个全新的自然常数，与光速C和普朗克常数h并列。它在弦论的几乎所有方面都起着决定性的作用，为各种物理量设定了上下限，防止它们变成零或无穷大。
其次，就算没有质量的量子弦，也可以有角动量。在经典物理学中，角动量是绕轴旋转的物体所具有的一种性质。计算角动量的公式是速度、质量以及物体到转轴距离三者之乘积，因此无质量的物体不可能具有角动量。但在微观世界中，由于存在量子涨落，情况有所不同。一根微小的弦即使没有任何质量，也可以获得不超过2h的角动量。这一性质令物理学家喜出望外，因为它同所有已知的基本作用力载体(如传播电磁力的光子或者传播引子的引力子)的性质不谋而合。回顾历史，正是角动量让物理学家注意到弦论中含有量子引力。
第三，量子弦要求在通常的3维之外，还存在额外的空间维度。经典的小提琴弦，不管时空的性质如何，都可以振动，而量子弦就挑剔多了。要使描述量子弦振动的方程能够自洽，时空必须是高度弯曲的(这与观测结果相矛盾)，否则它就应该含有6个额外的空间维。
第四，物理常数(出现在物理方程中并决定自然界性质，例如牛顿常数与库仑常数)不再具有任意给定的固定值。它们在弦论中以场的形式出现，就如电磁场一样，可以动态地调整它们的数值。在不同的宇宙时期或者在相隔遥远的空间区域，这些场可能取不同的值；即使到了今天，这些常数可能还会有微小幅度的变化。只要观测到任何这类变化，可就是弦论的一大进展了[相关文章即将在本刊登载]。
这其中的所谓膨胀子场是整个弦论的关键，它决定了所有作用力的总强度。弦论学家对膨胀子特别感兴趣，因为它的量值可以重新解释为一个额外空间维的尺度，从而给出一个11维时空。

系紧松头

量子弦使物理学家最终认识到，自然界存在新的重要对称，称为对偶性(duality)，它改变了我们对尺度极小的微观世界的直觉。我曾提到一种对偶性：通常情况下弦越短便越轻，但如果我们想要把弦的长度缩短到基本长度ls以下，那么弦反而会重新变重。
另一种对称称为T对偶性，它指出，额外的维度都是等价的，而与其尺度无关。之所以会出现这种对称，是因为弦的运动方式可以比点状粒子更复杂。试考虑一个圆柱状空间上的一根闭合弦(称为圈)，此空间的圆形横截面代表一个有限的额外维。除了振动之外，该弦还能整个地绕圆柱转动，或者缠绕于圆柱一圈或数圈，就象橡皮筋绕在纸筒上一样[见40页图文]。
这两种状态下，弦的能量消耗与圆柱尺度有关。卷绕的能量与圆柱的半径成正比。圆柱越大，弦就拉伸得越厉害，因此其卷绕所含的能量也就越多。但是，当整个弦绕圆柱运动时，其能量就与圆柱半径成反比了。圆柱越大，波长就越大(相当于频率越低)，因而能量就越小。如果用一个大圆柱取代小圆柱，那么两种运动状态就可以互换角色。先前由圆周产生的能量现在改由卷绕产生，而先前由卷绕产生的能量则通过圆周运动产生。外部观测者看到的只是能量的大小而不是其起源。对外部观测者而言，圆柱半径无论大小在物理学上都是等价的。
T对偶性通常用圆周状空间来描述(这种空间的一个维度即圆周是有限的)，但它的一个变种适用于通常的3维空间，这种空间的每一维都可以无限地延伸下去。在谈论无限空间的扩展时务必谨慎。无限空间总的大小是不会变化的；它永远都是无限大。但这种空间内所包容的诸如星系之类的天体却可以彼此相距越来越远，从这个意义上说，无限空间仍然能够膨胀。关键的变量不是整个空间的大小，而是它的尺度系数，即衡量星系间距离变化的数值，它表现为天文学家所观测到的星系红移。根据T对偶性，尺度系数较小的宇宙等价于尺度系数较大的宇宙。爱因斯坦的方程里不存在这类对称性；弦论实现了相对论和量子论的统一，此种对称性也就自然地脱颖而出，膨胀子则在其中起了关键的作用。
多年来弦理论家曾认为T对偶性仅适用于闭弦而非开弦(开弦的端头是松开的，因此这种弦不能卷绕。)1995年，美国加州大学圣巴巴拉分校的joseph Polchinski意识到，如果在半径出现由大到小或由小到大的转换时，弦端点处的条件也发生相应的变化，那么T对偶性就适用于开弦。此前物理学家所假定的边界条件是弦的端点不受任何力的作用，因此可以自由地甩来甩去。而T对偶性则要求这些条件变成所谓Dirichlet边界条件，即端点处于固定状态。
任何给定的弦可以兼有两类边界条件。例如，电子所对应的弦其端点或许可以在10个空间维的3维中自由运动，但在其余7维中却是固定的。这3个维构成了一个名为Dirichlet膜(D-膜)的子空间。1996年，加州大学伯克利分校的Petr Horava和美国普林斯顿高级研究所的Edward Witten提出，我们的宇宙就位于这样一种膜上。电子和其他粒子只能在一部分维中运动，这就说明了我们为何无法领略空间的整个10维风光。

那么回过来说为什么永远走不到尽头？就因为在我们目前这个宇宙中，我们量宇宙的距离是通过什么来量呢？是通过光线，根据广义相对论这个光线在宇宙中是弯曲的，而这个弯曲已经被实验证实了。就说通过日全食的观测已经证明了光线的确是弯曲的，因此我们看这个宇宙是永远看不到尽头，所以我们的宇宙是无限的。

另外一点我们要说，你总是想找谁是宇宙的中心？谁是宇宙的边缘？这个不存在。我们说在这个宇宙中根据这个理论，我们宇宙中的任何一点都是平权的。我们说哥白尼把地球为中心搬到太阳为中心，我们就引用他这个名字，把这个原理叫做哥白尼原理。哥白尼原理用在宇宙上怎么说？就在宇宙中各点都是平权的，都是一样的。我们宇宙的话，你站在任何一点来观测宇宙，得到的效果都是一样的，大家都是平权的。这就是说我们的宇宙是一个不会有一个边界宇宙，不会有一个特殊的位置。

那么还要回答一个问题，你说宇宙从大爆炸起始的，那么大爆炸之前是什么？我刚才图里演示了，但是一种可能大爆炸之前也是一个宇宙，它收缩了以后开始大爆炸。那么也可能是有其他的可能性，这个可能性我们目前实事求是的说不是太了解。而且宇宙最初这个物理状态这么极端，我们研究透了没研究透，也实事求是的说也没有研究透，这个状态还是非常特殊。但是不管怎么说，这个大爆炸理论到目前为止无论从理论上还是从观测上已经被大部分人都接受了。所以有种说法，我们管目前的大爆炸理论叫做标准的宇宙。由于这个大爆炸它是一个热的大爆炸，而不是一个冷的，所以我们管这个模型叫做热大爆炸宇宙模型。这个热大爆炸宇宙模型，目前呢，已经被广泛地接受了。

虽然是说广泛地接受了，但是毕竟有好多不尽如人意的地方，想想起来非常困难。特别是我在介绍宇宙最初三分钟的时候你们都很难想像，说是0。01秒我们整个宇宙都装进去，你会想到不要说整个宇宙把地球装进去都很困难。所以不见得令人那么满意，那么就问了？有没有更理想、更令人满意的学说呢？这个回答应该说是有。尽管有