宇宙暴涨
虽然相对论限定了物体在空间中的运行速度不能超过光速,但是并没有限定时空本身不能超过,从最初的宇宙大爆炸开始,宇宙就在不断的膨胀,并且以目前的膨胀速度,宇宙中的距离将在大约90亿年后增加一倍,也就是宇宙本身变成了原来的8倍大。
早期暴涨模型
最早的暴胀理论由艾拉斯特·格林纳(Erast Gliner)于1965年提出,但理论并未获得广泛重视。1980年,阿兰·固斯又独立提出了暴胀机制,以解释为什么宇宙中不存在磁单极子。同时,斯塔罗宾斯基认为对于引力的量子修正可以将指数膨胀的德西特阶段代替宇宙的原初奇点。1980年10月,德莫斯忒内斯·卡扎纳斯(Demosthenes Kazanas)提出,指数膨胀可以消除粒子视界,甚至有可能解决视界问题;佐藤胜彦也提出,指数膨胀可以消除弦理论中的畴壁(另一种奇异遗迹)。1981年,马丁·爱因霍恩(Martin Einhorn)和佐藤胜彦发表了一个与固斯相似的模型,并论证了该模型可以解决大统一理论中充斥着磁单极子的问题。他们得出的结论和固斯的相似:这种模型不但需要各个宇宙学常数的微调,而且很可能会引致“颗粒状”的宇宙,即泡沫壁碰撞所造成的宏观密度差异。
固斯提出,当早期宇宙温度下降时,它正处于一个具有高能量密度的假真空当中,而假真空与宇宙学常数的效应十分相似。极早期宇宙在降温的时候,它处于一种亚稳态(过冷状态)。要从该状态衰变出来,必须经过量子隧穿效应所造成的宇宙泡成核过程。真空泡在假真空背景中自发形成,并迅速开始以光速膨胀。固斯意识到这一模型的问题:再加热过程并不正确。当宇宙泡成核时,它并没有产生任何辐射;辐射只是在泡沫碰撞时才会产生。但为了解决初始条件问题,暴胀持续的时间必须足够长,这时泡沫碰撞的机率就已经降到很低的程度。这样的宇宙就不会充斥着辐射。