巴西天文学家称宇宙中或存奇异物质天体
据英国《每日邮报》报道，中子星是宇宙中密度最高的天体之一，仅仅一勺子的中子星物质，其质量都会超过整个月球。一颗中子星的大小跟一座城市相当。而在这种神秘天体的内部，有一种过程正在进行之中——科学家们认为中子星物质由于遭受严重挤压，密度会变得非常极端，甚至成为所谓“奇异物质”，而对这些奇异物质的观察或许将会帮助我们揭开某些宇宙奥秘。
近日，巴西国家空间研究所的两名科学家指出，在某些中子星上可能存在一种我们目前尚未发现的奇异物质，由这种物质组成的奇异天体是人类所未曾发现的在中子星的内部，常规的重子物质，即质子和中子，也就是组成我们身边所有一切的物质——将会被强烈压缩，成为一种新的物质，即所谓“奇异物质”目前唯一寻找奇异物质的途径是在中子星上开展搜寻。在地球上，目前人类没有办法直接观察有无奇异物质存在，即便是在大型强子对撞机（LHC）上也不行，图为大型强子对撞机上的“Beauty”实验设备（LHCb）莫拉雷斯博士表示，这种奇异天体与普通中子星之间的相互作用会产生引力波，而这是天文学上的“圣杯”之一佩德罗·莫拉雷斯(Pedro&Moraes)博士和奥斯瓦尔多·米兰达(Oswaldo&Miranda)博士都来自巴西国家空间研究所，这正是他们最新提出的一项理论观点。他们指出，某些类型的中子星可能是由一种新型的，被称作“奇异物质”的物质组成的。我们对这种物质的性质感到陌生，但它可能是由几种不同的亚原子粒子组成的“液体”。莫拉雷斯博士对《每日邮报》表示：“恒星，星系，行星甚至是我们自己都是由所谓‘重子物质’组成的。所谓‘重子’就是质子或中子，它们是由更加基本的粒子，即夸克组成的。一种存在6种不同的夸克(即不同的‘味’)，即上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、底夸克及顶夸克。取决于这些夸克的不同组合种类，便能构成不同的重子。举例来说，两个上夸克加一个下夸克就组成了一个质子，而两个下夸克加一个上夸克就组成一个中子。”然而在中子星的内部，常规的重子物质，即质子和中子，也就是组成我们身边所有一切的物质——将会被强烈压缩，成为一种新的物质，即所谓“奇异物质”。这些物质看起来或许跟普通物质无异，但与暗物质等相比起来还是非常不同，因为它可以组成实际的物理实体。莫拉雷斯表示：“这种奇异物质与普通物质最大的不同之处就在于它的密度。顾名思义，中子星是由中子组成的，也就是两个下夸克加一个上夸克。这样组成的星体拥有极高的密度和极快的自转速度。它们中的大部分质量大约相当于1.3~1.4倍太阳质量。”我们所见的大部分物质都是由两种“味”组成的，由两种基本粒子——上夸克以及下夸克组成。然而在某些极端的情况下，一种罕见的“三味”物质，即由上夸克，下夸克以及奇夸克组成的物质就有可能形成。这就是上文中所言的“奇异物质”。莫拉雷斯博士表示，如果中子星的质量足够大，自转的速度足够快，那么整个星体都可能是由这种奇异物质组成的。这样的星体相比普通的中子星，其体积会小得多。比如说，一颗质量约相当于0.2倍太阳质量的中子星，其半径大约是15公里左右；而一颗由奇异物质组成的相同质量的天体，其半径大约只有不到5公里。这项理论如果能够得到证实，那么就将意味着宇宙中可能存在着比我们原先设想更多的物质。莫拉雷斯博士表示，由于我们无法直接观测地球上单个的夸克，要想验证这种奇异物质的存在，唯一的方法便是去中子星上寻找。不过有趣的是，寻找这种奇异物质是否存在的过程可能也将为天文学上的“圣杯”之一——引力波的探测另辟一条蹊径。天体物理学家们认为引力波是时空中的涟漪，它是由于宇宙中大质量天体之间的相互作用产生的。然而，尽管此前已经有了无数次的尝试和努力，它的存在到目前为止仍然尚未得到确实的证明。莫拉雷斯博士表示，如果由奇异物质组成的星体果真存在，那么它们在双星系统中就会与普通的中子星之间发生相互作用，并产生可被探测到的影响。他表示，对这类双星系统的观测将能够检测到引力波信号，而这将是本世纪内最具挑战性的重大实验突破之一。但就目前来说，仅仅考虑到这种由奇异物质以及由它们所组成的星体是否真实存在这一点本身便已经非常具有吸引力，因为那将意味着宇宙中还存在着一种其性质远远超出我们目前理解范围之外的奇特天体。
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宇宙裸露奇异点：大质量恒星生命尽头命运
（日 20:22:14）
大质量恒星生命尽头命运
　　重点提要
　　传统看法认为大质量恒星最终会坍塌成黑洞，但有些理论模型却预测那会形成所谓的“裸奇点”，这是天文物理上悬而未决的重要问题。
　　裸奇点的发现会为物理学上的统一理论提供直接的观测，对该理论的影响甚巨。
　　现代科学已把许多奇怪的概念昭告天下了，但其中最诡异的，莫过于大质量恒星到达其生命尽头时所面临的命运。在燃烧了亿万年后，恒星的燃料耗尽，无法再支撑自身的重量，于是开始灾难性的崩塌。像太阳这类大小适中的恒星会在崩塌成较小体积时，再度稳定下来；但若是质量更大的恒星，它的重力将压过所有阻止坍塌的力量，使得恒星从原本数百万公里的大小，塌缩成比英文字母“ i ”上的一点还微小。
　　多数物理学家与天文学家认为这个结果就是黑洞──一种具有强大重力而没有任何东西能够逃离其近旁的天体。黑洞的核心是个奇异点(singularity)，恒星上头所有的物质都缩进了这个体积无限小的点，环绕在奇异点周边的就是物质无从逃脱的空间，其边界称为“事件视界”。任何物体一旦进入事件视界之内，就永远无法离开这个区域，就连物体所发出的光也会陷落其中，因此外界的观测者再也看不到它。坠入的物体最终将撞毁在奇异点上。
　　然而这个描述是否真确？从已知的物理定律，我们清楚知道奇异点会形成，但不怎么确定事件视界的存在。大部份物理学家实行的假设是视界必须存在，只因为以视界做为科学的屏障是非常诱人的概念。物理学家尚未完全厘清奇异点上究竟怎么了：物质是被压垮了，但变成了什么呢？事件视界将奇异点藏匿起来，也阻隔了我们对它的探索；奇异点上可能发生各种未知的事情，但对外界不产生任何效应。天文学家在描绘行星与恒星轨道时，完全不必考虑奇异点的影响，因为不论在黑洞里发生什么事情，都只会留在黑洞里。
　　但是，越来越多的研究质疑着这个一向被视为理所当然的假设。在许多关于恒星坍塌的学说中，事件视界并未形成，因此奇异点其实就暴露在我们眼前，物理学家称它为“裸奇点”，物质与辐射可坠入也可弹出这个区域，也就是说，以往我们以为造访黑洞里的奇异点是趟有去无回的旅程，但其实你却可以在非常接近裸奇点后全身而退，并叙述你此行的见闻。
　　假如欠缺事件视界的裸奇点真的存在，在奇异点附近发生的神秘事情将会冲击外在的世界。裸奇点可以用来解释天文学家已观测到却无法解释的高能现象，并提供了一个探索时空最精细结构的实验室。
　　不准偷看奇异点！
　　奇异点显然是个神秘的东西，它们是重力强度无限大的地方，已知的物理定律在此完全失效。根据物理学家目前对重力的理解，奇异点潜藏在爱因斯坦的广义相对论里，无可避免地会在巨大恒星崩塌的过程中产生。广义相对论无法解释主导着微观世界的量子效应，而量子效应必将介入恒星坍塌的过程，以防止重力强度真的变成无限大，但物理学家对发展出可用来解释奇异点的量子重力理论，仍一筹莫展。
　　相较之下，要解释在奇异点周围发生的事情，似乎较为直接而容易。恒星的事件视界大小可达数公里，远大于量子效应的尺度，假设没有其它新的作用力介入，应可单纯地用广义相对论来解释。广义相对论所根据的是我们已经非常了解的原理，而且已通过了90年的观测验证。
　　虽然如此，要将理论套用到恒星坍塌的现象，仍是件艰巨的工作。爱因斯坦的重力方程式是出了名的复杂，物理学家必须做些简化的假设才能顺利解出。美国物理学家欧本海默(J. Robert Oppenheimer)与史奈德(Hartland S. Snyder)在1930年代末期首开先例，为了简化方程式，他们只考虑完美的球状恒星，并假设它们是由密度均匀的气体所构成，且气体压力忽略不计。他们发现当这类理想恒星坍塌时，表面的重力会持续增加，最终强大到足以圈捕住所有的光与物质，形成事件视界，恒星不再能被外界观测者看到，之后更迅速塌缩成奇异点。另外，印度物理学家达特(B. Datt)也独立做出同样的结果。
　　当然，真实的恒星复杂多了。它们的密度并不均匀，而且气体会施加压力，同时有各种形状。是否每个质量够大的恒星都会变成黑洞呢？1969年，英国牛津大学的物理学家彭若斯(Roger Penrose)认为答案是肯定的。他推测在恒星坍塌时，需形成事件视界才能形成奇异点，由于总是被视界遮住，大自然并不允许我们窥看奇异点。彭若斯的猜想被称为宇宙审查假说，虽然只是个猜测，却巩固了现代黑洞研究。物理学家希望能够以严谨的数学来证明这个假说，就像当初证明奇异点是不可避免的那样。
　　裸奇点的诞生
　　然而这样的期望并没有实现。我们没有提出任何关于宇宙审查假说的直接证明，反而开始一一分析重力坍塌的各种状况，借着增加理想化模型所欠缺的性质，逐渐让我们的理论模型更准确。1973年，德国物理学家塞费德(Hans Jürgen Seifert)与同事考虑了密度不均匀的恒星。非常有趣的是，他们发现密度不同的各层物质在坍塌时，彼此会有交互作用而短暂地产生不被视界遮蔽的奇异点。在众多不同的奇异点类型中，这种奇异点算是相当温和的，虽然密度会在某处变得无限大，重力强度却不会，所以奇异点并未将坠入的物体挤压成一个无限小的点。因此，广义相对论没有失效，而物质也可以行经该处，而非步入终点。
　　1979年时，美国加州大学圣巴巴拉分校的尔德黎(Douglas M. Eardley)与伊利诺大学香槟分校的斯马尔(Larry Smarr)更进一步以数值计算，仿真具有真实密度剖面(中心密度最高并逐渐向表面递减)的恒星，苏黎士瑞士联邦理工学院的克利斯托杜洛(Demetrios Christodoulou)则在1984年以纸笔重复相同的计算。这两项研究结果都一样，恒星体积收缩成零，并产生裸奇点。但此模型仍忽略了压力，所以当时在英国约克大学的纽曼(RichardP.A.C. Newman)再度证实了这种奇异点的重力并不强劲。
　　受到这些发现的激励，包括我在内的许多研究人员试图制定一个严格的定理：裸奇点的重力一定很微弱。然而我们并没有成功，原因很快就被厘清了：裸奇点并不都是微弱的。我们发现了许多不均匀坍塌的学说，可产生具有强大重力、能真正将物质挤压至无形的奇异点，同时可被外界看见。当时任职于印度阿格拉大学的兑伟谛(Indresh Dwivedi)与我，于1993年发展出在不考虑气体压力下对恒星坍塌的一般分析，厘清并确认了这些观点。
　　1990年代早期，物理学家开始考虑气体压力的效应。以色列技术学院的欧瑞(Amos Ori)与耶路撒冷希伯来大学的皮兰(Tsvi Piran)进行数值模拟，而我的团队则精确解出相关的方程式，证实了具备真实密度与压力关系的恒星，是能够塌缩成裸奇点的。约莫同时，意大利米兰理工大学的马格利(Giulio Magli)与日本大阪市立大学的中尾健一的两支团队，都将塌缩的恒星内由粒子旋转所产生的一种特殊型态的压力加入计算，也显示了在许多情况下，坍塌都会产生裸奇点。
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基本信息书名:完全图解时间简史，最浪漫的天文科普书：每天读一点时间简史（08）（第3版）作者:（英），斯蒂芬·威廉·霍金&，王宇琨&著出版社:南海出版公司ISBN:9页码:195版次:1装帧:平装开本:32开出版日期:语种:中文纸张:胶版纸原价:28.00元商品标识:360_内容简介　　曾有一位哲人说，当一个人意识到自己的局限，就会把注意力投向浩瀚的宇宙和太空。这句话用在斯蒂芬·霍金身上，真是再恰当不过了。这位因疾病而被禁锢在轮椅上长达40多年，全身只有三根手指能够活动的科学家，却用惊世骇俗、天马行空般的想象力，大胆提出了目前最伟大的宇宙学说，解开了许多宇宙之谜，成为了国际物理界的超新星。《完全图解时间简史，最浪漫的天文科普书：每天读一点时间简史（08）（第3版）》就是他最富盛名的著作之一。　　在《完全图解时间简史，最浪漫的天文科普书：每天读一点时间简史（08）（第3版）》中，霍金对时间本质、宇宙由来作出了权威性的总结，他的理论和构想已经成为科学领域的里程碑。《完全图解时间简史，最浪漫的天文科普书：每天读一点时间简史（08）（第3版）》以《时间简史》为底本，对霍金的思想和理论进行了系统、全面的解读，并采用了文字、图示和表格等多种新颖的手法，以通俗易懂和富有亲和力的形式还阐述霍金最令人敬畏的发现。人类从古至今对时间的探索历程将在本书中清晰展现，这将是一本每个人都可以读得懂的科普书。&&&&&&&&……作者简介斯蒂芬·威廉·霍金，英国剑桥大学应用数学及理论物理学系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家，是当今享有国际盛誉的伟人之一，被称为在世的最伟大的科学家，还被称为“宇宙之王”。70年代他与彭罗斯一起证明了著名的奇性定理，为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。他还证明了黑洞的面积定理，即随着时间的增加黑洞的面积不减。这很自然使人将黑洞的面积和热力学的熵联系在一起。编辑推荐最富有浪漫主义想象力的宇宙科普书。　　人人可以读懂的霍金。　　用宇宙的终极物理定律来启发你的日常人生。　　时间和空间的本质何在？　　上帝与宇宙的起源有何关系？　　宇宙的过去和未来是什么样的？　　……　　用一本书，讲述我们最想了解的宇宙和时间的真相。目录编者序：调侃时间本书阅读导航第1章　霍金与《时间简史》1.霍金：有史以来最杰出的科学家之一2.霍金的作品：从《时间简史》到《大设计》3.量子宇宙论：霍金讲述宇宙的由来第2章　狭义相对论1.爱因斯坦：20世纪最伟大的物理学家2.光速：亘古不变的速度3.永恒不变：绝对时间与绝对空间4.绝对空间：一直在找却没有找到的空间5.爱因斯坦之前的解释：运动中的物体长度会缩小6.光速不变原理：爱因斯坦的破空之解7.相对性原理：伽俐略提出的相对论8.四维：时间与空间的集合9.何谓同时：同时也是相对的10.钟表变慢：光速恒定带来的奇特现象之一11.测定值会缩小：光速恒定带来的奇特现象之二12.验证时间变慢：穿过大气层的中微子流13.再度相逢时谁更年轻：双子吊诡之谜14.男孩更年轻：双子吊诡的解答15.水桶实验：牛顿寻找的绝对空间第3章　广义相对论1.改写重力法则：爱因斯坦提出广义相对论2.加速度与重力：爱因斯坦将两个问题合二为一3.望远镜：伽俐略的伟大发明4.等价原理：重量不同的物体为什么同时落地5.光线折射：重力的作用6.时空的弯曲：时空并非是平坦的7.时空的涟漪：一种不寻常的涟漪8.重力透镜：光线因重力而弯曲的现象9.疲惫的光芒：光线因重力而变慢10.黑洞是什么：证明黑洞存在11.时间冻结：黑洞周围的时间停止了12.黑洞里面是什么：奇异点与宇宙检阅官13.黑洞的形成：星球重力崩坏的结果第4章　霍金的宇宙学说1.爱因斯坦的挑战：对宇宙原理的革命2.封闭的宇宙：宇宙是有限的3.银河渐远：银河系在不断扩大4.宇宙膨胀：关于宇宙的新思维5.两种观点：恒常宇宙论与膨胀宇宙论6.宇宙背景辐射：新的发现7.高温：宇宙创始时的状态8.大爆炸：宇宙的起源9.膨胀的限度：膨胀会永远持续吗10.两种空间：封闭空间与开放空间11.大爆炸的困惑：不能解决的困难12.通货式膨胀：宇宙起源的比喻一第5章　时间之矢1.时间之矢：时间的单一方向性2.普遍的物理法则：时间不会从过去流向未3.硬币实验：过去和未来的区别4.时间本质：时间是一种可能性的流逝5.硬币试验的发现：熵增大法则6.两种状态：宏观状态与微观状态7.玻尔兹曼：深受哲学困扰的物理学家8.不同的时间之矢：宇宙论的时间之矢9.意识中的时间：我们如何觉察时间10.时间指向的标志：熵增大与宇宙创始11.宇宙创始状态：宇宙膨胀与收缩12.生物赖负熵为生：薛定谔与负熵13.进化的起源：宇宙的起点14.彭罗斯的假说：用奇异点区分过去和未来第6章　时间机器1.真的可能吗：神奇的时间机器2.封闭的时间轴：时间的特质3.旋转黑洞：另一种黑洞4.时光隧道：连接平行宇宙的通道5.虫洞：连接时间的隧道6.使用虫洞：时光机器的制造原理7.宇宙绳：宇宙中的绳状能源群8.能源的最低状态：真空的互相转换9.缺口：宇宙绳周围的时空10.使用宇宙绳：制造时光机器11.保存历史：霍金关于历史保存的假说12.反粒子：朝过去行走的粒子13.使用反物质：相对生成与相对消灭14.终极答案：回答“时光机器可能吗”附录一：我们如何感受时间与空间附录二：不可不知的科学家附录三：不可不知的物理名词前言精彩书摘爱因斯坦　　20世纪最伟大的物理学家　　阿尔伯特·爱因斯坦（Albert&Einstein，），闻名于世的德裔美国科学家，现代物理学的伟大开创者和奠基人。　　复读加逃学　　1896年，一位向往自由的年轻人走进了瑞士苏黎世的联邦工科大学。而在去年的考试里，他还是个落榜生。爱因斯坦舍弃德国国籍来到瑞士，主要是为了逃避兵役。而这条自由之路却通向发现之路，爱因斯坦就这样开始了他的研究生涯。本性所驱，爱因斯坦厌倦大学里那些循规蹈矩的课程，却把兴趣投向了那些自己感兴趣的书籍，尤其是基尔霍夫和麦克斯韦等物理学家的论文和哲学家马哈的著作。至于考试，爱因斯坦则要仰仗他的好友葛罗斯曼的笔记了。终于，爱因斯坦的所作所为终究引起了一位教授的愤怒。爱因斯坦为他的逃课付出了惨痛代价一因缺席某次实验研究课受到严厉的警告，并在他的大学的档案里留下了不良记录。　　双重打击　　1900年8月，爱因斯坦毕业了，他目睹了同届友人们留校任教，开始对自己就业无着落的生活进行反思。谋职的压力没有击垮他，他开始酝酿一篇不可思议的论文。论文的内容是关于分子运动研究的。虽然爱因斯坦的相对论广为人知，其实他的研究领域十分广泛，尤其是关于统计力学的研究一他早期论文的主要目标。&1888年5月，爱因斯坦终于找了一份在高中担任代课老师的工作。对他而言，这份工作并不值得骄傲，因为他的目标是更多更广更深的研究。　　在他教书工作空当时，爱因斯坦依然写着关于分子运动的论文，然而送到苏黎世大学的审读结果却是被否定。同时，他写给大学同学关于希望在大学谋职的信也遭到了回绝。先是渴望得到助教工作却没被录用，接着又是研究论文不被认可，双重打击让他感受到了刻骨铭心的挫败感。　　惊人的转身　　爱因斯坦得以踏出新方向的第一步，完全得归功于他的友人葛罗斯曼的大力协助。在葛罗斯曼父亲的大力推荐下，爱因斯坦才终于在瑞士首都伯尔尼专利局找到一份工作。对于在伯尔尼的那段日子，真可说是爱因斯坦一生中最幸福的时光了。因为他只要完成专利局的工作，就可以利用充裕的时间思考他的论文了。在以后的日子里，他和友人哈比希特、索罗文共同创立了名叫“奥林比亚学院”的研讨会，开始终日沉湎于物理、数学、哲学的研讨中。于是，他的那些的论文频频发表，不乏名垂青史的佳作。更令他感到欣喜的是，他还在那里觅得了最初的妻子。　　……插图
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西方天文學
宇宙誕生狀況
為什麼宇宙是由「無」中誕生？
ＰＡＲＴ１&
宇宙有過「開始」的程序
２０世紀的宇宙論使我們明瞭宇宙也經過誕生和演化的階段。
宇宙論是20世紀中經過大幅進展的學術領域之一，我們能夠以「宇宙在演化」一句話來涵蓋到目前為止的宇宙論研究成果。早在19世紀就有達爾文等人主張生物的演化，其實包括生物棲息的地球在內，太陽系和所有天體都在演化之中，不但如此，所有天體存在的宇宙空間也正在演化之中。我們所知的宇宙歷史中有一部分是比較可靠，但仍有無法確定的部分。我們可以由生命誕生的事實Ｐ來類推，宇宙空間本身也有過「誕生」的瞬間。宇宙究竟為何？又是如何誕生的？
廣義相對論推測宇宙空間仍然保持著持續膨脹的狀態。
所謂「宇宙空間的演化」是指什麼？演化也能以「變化」來說明，這個現象的理論基礎是愛因斯坦的廣義相對論，我們可以由具體現象來了解。觀測散布在宇宙各處的星系，就知道星系是以互相遠離的方向運動，如此講法很容易令人認為宇宙中的所有星系是由同一地點向四面八方飛散出去。其實宇宙中的星系大致上是均勻分布的，無法找出好像可以做為「宇宙中心」的區域，因此我們可以認為星系實際上是不動的，膨脹的是星糸所存在其中的空間，則比較能夠來說明實際狀況。我們可以想像那些散布於生麵糰中的葡萄乾顆粒會隨生麵糰醱酵而相互遠離的狀沉。這是生麵糰–也就是葡萄乾存在的空間–在膨脹，雖然葡萄乾不會自己移動，但彼此會逐漸遠離。愛因斯坦的廣義相對論是討論空間的膨脹、收縮和扭曲的理論，係以重力的新理論姿態出現。當它剛問世時並未發現與宇宙有關，後來經過原蘇聯物理學家兼數學家佛萊曼證明將廣義相對論適用於整體宇宙即可得知宇宙空間整體是在膨脹或收縮。空間的膨脹或收縮可統稱為「空間運動」，它與一般物體的運動完全一樣，係由對其身上的作用力和運動趨勢，也就是慣性來決定。由廣義相對論知道，對空間的作用力含有「空間的扭曲」、「空間內部存在的物質量」和「空間內在的能量」等3種因素。目前的宇宙仍在依照開始膨脹時的趨勢持續膨脹中，由於我們尚不了解空間的扭曲狀況，因此無法預測宇宙將保持膨脹狀態或是轉變成收縮。
ＰＡＲＴ２&
解開宇宙誕生秘密的量子論
要解開宇宙誕生之瞬間的秘密，不僅需要廣義相對論，也需要量子量。
如果我們認同於研究空間運動理論的廣義相對論，那我們就可得到一個結果–無限地回溯至過去時，宇宙即會收縮得越來越小，最後存在於宇宙間的點與點之間的距離成為零，也就是將遭遇到空間不存在的瞬間。如果說這個結果就是宇宙誕生的瞬間，此話可信嗎？如果宇宙有「誕生」，它是如何誕生的呢？在此我們會遇到只靠廣義相對論是無法解決的重要問題，即關於「宏觀」和「微觀」的狀態，這是20世紀物理學的新課題。進入20世紀以後，人類才確實了解到物質是由原子、電子等微小粒子構戍，並知道其表現出來的行為與宏觀物體大不相同，於是出現了「量子論」這個新物理學。量子論的出現對膨脹宇宙論而言是個重大問題。依照廣義相對論，空間也會運動，它是一個以宏觀空間為對象的理論。目前的宇宙的確是呈「宏觀狀態」，但是在宇宙誕生的瞬間，宇宙空間是呈微觀狀態，因此廣義相對論無法充分合理地說明其狀況。要討論宇宙涎生，就必須先對量子論予以簡單說明。在原子的內部，電子不停地環繞中心的原子核運動，我們或許會由此聯想到地球環繞太陽或是人造衛星環繞地球的景象。但是在這個原子的狀況中，並不能適用這個想法，因為帶電荷的電子會釋放出電磁波。電子是在電力控制下環繞原子核周圍運動，如果這個運動與地球的運動相同性質，那麼電子在旋轉之間釋放出電磁波後就會喪失動能，最後並掉進中心的原子核，原子便因而崩潰。事實上，原子持續存在並未崩潰，在天體或人造衛星上也看得到此種效應，但與其重量相比較則微不足道，甚至可以無視其存在。
在微觀世界裡存在著粒子可貫穿障壁的「穿隧效應」。
微觀世界的粒子特徵是它們具有「穿隧效應」現象，茲胳加說明此特殊現象。將小球放進玻璃杯中，在任何人都不接觸的狀況下，到了第2天，小球依然在玻璃杯中。除非玻璃杯橫倒或破裂，即使放置好幾年也能保持此狀態。另外，將1個電子放進玻璃杯，到了第2天，電子或許還在玻璃杯內，也許已經離開玻璃杯了。這個現象具有兩項特徵，如果認為電子是「波」就容易了解這兩項特徵。首先是電子不會停止於同一地點，明明放在玻璃杯底右方，往往會發生移動到左方的狀況。宛如突出水面的唯一波峰終會逐漸擴散，不同的是電子只能在某一點才能被發現。電子可能會穿透玻璃杯的壁面，這個現象即稱為「穿隧效應」。我們能夠以電波來類推，電波碰撞壁面即會反射，但部分電波會穿透進壁面中，如果被穿透的壁面夠厚，電波便在其內部迅速衰退，但如果壁面較薄，穿透的電波就能由相反面跑出。如果認為電子能穿透玻璃杯是類似的現象，或許比較容易了解。
穿隧效應是由量子論的「測不準原理導引出來的」。
何謂「測不準原理」？波集中於無Ｐ由於無法決定速度，因此無法決定下一刻的位置在何」之意。
要測量正確位置就無法決定速度，如果採用某種程度模糊的位置，速度也就可以固定在某種程度的範圍內，這就是「測不準原理」，是量子力學中說明波的性質的原理。
我們往往看到以「為了確定粒子位置而照射光，粒子則受其影響而改變速度」
的說明來解釋測不準原理，但這是錯誤的說明。正確說明是「以光決定位置時，必須使用波腹較窄的無，根據測不準原理，無法決定光的運動量，因此無法計算出對粒子的速度有何影響」。
由測不準原理來演繹，宇宙不得不以「無的擾動」中誕生。
依照量子論，任何物質都不會保持在完全靜止狀態，即使是尚未成形的宇宙也無法靜止於山坡頂部。我們可以由量子論很自然地導引出宇宙不得不誕生的結論。
20世紀出現的量子論與相對論大幅改變了人類的宇宙觀。
20世紀的宇宙論出現大幅進展，使我們知道宇宙空間本身和存在其中的物質都不斷在演化。
成為新宇宙論的起點是由廣義相對論演繹而得的膨脹宇宙論（佛萊旻、哈佛），由此開拓出運用量子論研究隨宇宙空間膨脹引起之其中的物質演化之路，大霹靂理論（加莫夫）立即出現，但是因奇異點存在的問題，還無法完整說明宇宙起始的真相。
１９８３年出現了將量子論適用於時空的虛數時間說（霍金、哈特爾），促使科學家逐漸開始討論宇宙起始的問題，此學說可以說是將１９８２年比連金提出的「經由穿隧效應由無產生的宇宙」說法更理論化而成。
但是，在時空的量子論未完全確立的狀況下，宇宙創生理論尚無脫離假說層次。目前，研究超弦理論等等來建立完整的時空量子論的努力不斷，藉由此方面的研究進展結果，或許會大幅改變我們的宇宙創生觀念！