空间自己可能是以一个有趣的内涵曲率起头 。 它可能是球状的，打结的，扭曲的，甚至是球形的 。 它可能是布满了拓扑缺陷，整个缝隙 。 它可以在多个处所以奇异的体例毗连起来 。 它甚至可以将整个空间包含在体积中，就像亚原子粒子一样细小 。

宇宙的降生（年夜爆炸/暴胀/热年夜爆炸），图片：加拿年夜安粗略省周界理论物理研究所
但在宇宙暴胀时代，这种快速而无限的暴胀将使宇宙大小增添很多倍：其数目半斤八两于它将任何其他粒子推开的数目 。 它将需要任何初始几何并将其扩展到如斯年夜的标准，以至于所不雅察到的任何区域——甚至像我们今天所不雅察到的整个宇宙都将无法与空间平面区分隔来 。



暴胀导致空间呈指数膨胀，这会很快导致任何先前存在的弯曲或非滑腻空间看起来平展 。 若是宇宙是弯曲的，它的曲率半径至少是我们所能不雅测到的几百倍 。 图片：E. Siegel (L); Ned Wright’s cosmology tutorial (R)
暴胀之所以如许起感化，是因为空间自己固有着年夜量的能量 。 当宇宙的布局膨胀时，新的空间就会被缔造出来，同样的能量也会被缔造出来 。 这就是为什么暴胀是无限的 。 若是看一个暴胀的宇宙，它继续以持续的体例膨胀，它的速度永远不会下降 。 但在极小的标准上，在这些前提下，也会发生量子涨落 。



量子场理论计较的可视化量子真空中的虚拟粒子，即使在空旷的空间，这种真空能量也长短零的 。 图片：Derek Leinweber
这些波动今天发生在我们的宇宙中，只是它们既发生在很是低的能量标准上，也发生在与我们不雅测到的任何事物比拟都很是短的时候标准上 。 若是把这些量子涨落想象当作虚拟粒子-反粒子对-在存在中俄然呈现，它们是在时候标准上如许，时候太短不成能导致任何有趣的工作发生；它们只是为空间自己的布局增添了少量额外的能量 。



图示申明早期宇宙是由量子泡沫构成的，此中量子涨落在最小标准上是年夜的、转变的和主要的 。 图片：NASA/CXC/M.Weiss
但在暴胀时代，这些波动的能量要年夜得多：比今天年夜约100个数目级 。 平均而言，因为这些量子涨落，空间固有的能量值随机地上下波动约0.003% 。 然而与今天分歧的是，当宇宙暴胀时，这些波动就会延长到整个宇宙 。 是以空间所固有的能量值是分歧的，在较年夜标准上呈现较早的、拉伸更年夜的波动，在较小的标准上呈现较晚的、拉伸较小的波动 。



在暴胀过程中发生的量子涨落确实会在宇宙中被拉伸，但它们也会引起总能量密度的波动，使在今天的宇宙中留下一些非零的空间曲率 。 这些场涨落导致了早期宇宙的密度缺陷，从而导致了万物在宇宙微波布景下所履历的温度波动 。 图片：E. Siegel / Beyond the Galaxy
每10^(-33)至10^(-32)秒，可以用我们今天所知道的物理定律来描述最小亚原子标准（普朗克标准）被拉伸到我们今朝可不雅测的宇宙大小 。 在比这更长的时候里，先前缔造的工具将变得不成不雅测 。 请记住：暴胀是无限的，仅仅在一秒前发生的工作此刻已经跨越了整个可见宇宙 。 在所有标准上，从很是小到很是年夜，都应该有这些量子涨落，不仅是特征印记，并且是不竭地在宇宙上留下新特征印记 。

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