Знаем, че живеем в разширяваща се вселена. Това означава, че цялата вселена става по-голяма с всеки изминал ден. Това също означава, че в миналото нашата Вселена е била по-малка, отколкото е днес. Превъртете тази лента назад достатъчно и физиката предполага, че нашата вселена някога е била безкрайно малка, безкрайно плътна точка – сингулярност. Повечето физици смятат, че тази точка се е разширила при Големия взрив, но тъй като цялата известна физика се разпада в екстремните условия, които са преобладавали в ранното детство на нашата Вселена, е трудно да се каже с увереност какво се е случило в тези най-ранни моменти от Вселената.
През по-голямата част от историята на Вселената тя е била осеяна с подобни небесни обекти като сегашните – те просто са били по-близо един до друг. Например, когато нашата Вселена е била на по-малко от 380 000 години, обемът на Вселената е бил около милион пъти по-малък, отколкото е днес, и е имала средна температура от около 10 000 келвина. Била е толкова гореща и плътна, като плазма, състояние на материята, при което атомите се разкъсват на протони, неутрони и електрони. Въпреки това, срещаме плазми в много други ситуации в космоса и на Земята, така че имаме доста добро разбиране за това какво представляват.
Но колкото по-назад се връщаме, толкова по-сложна става физиката. Когато Вселената е само на дузина минути, тя била интензивна супа от протони, неутрони и електрони, все още управлявана от същата физика, която използваме, за да разберем ядрените бомби и ядрените реактори. Ако обаче погледнем назад дори по-рано, нещата стават наистина схематични. Когато се опитваме да разберем Вселената, когато е била на по-малко от една секунда, нямаме теория на физиката, която да може да се справи с безумно високите температури и налягания, които е преживяла Вселената. Всичките ни теории за физиката се разпадат и ние нямаме представа как действат частиците, силите и полетата в тези условия.
Физиците могат да начертаят растежа на космоса, използвайки общата теория на относителността на Айнщайн, която свързва съдържанието на космоса с неговата история на разширяване. Но теорията на Айнщайн съдържа фатален недостатък. Ако следваме общата теория на относителността до нейното окончателно заключение, тогава в краен период от време в миналото цялата ни вселена е била натъпкана в една единствена, безкрайно плътна точка. Това е известно като сингулярността на Големия взрив.
Сингулярността често се определя като „началото“ на вселената: Но това изобщо не е начало. Математически, сингулярността при Големия взрив не ни казва, че Вселената е започнала там. Вместо това ни казва, че самата обща теория на относителността се е разпаднала и е загубила своята предсказваща и обяснителна сила. Физиците отдавна знаят, че общата теория на относителността е непълна. Тя не може да обясни гравитацията при висока сила или при малки мащаби, известна като квантова гравитация. С други думи, за да разберем напълно най-ранните моменти от Вселената, имаме нужда от нова физика. За съжаление в момента ни липсва такава физика.
Имаме няколко кандидати за квантовата гравитация, като струнната теория и примковата квантова гравитация, но тези теории не са напълно разработени, да не говорим за тествани. Но ако някоя от тези теории е вярна, те могат да ни кажат интересни неща за ранната вселена. В случая на примкова квантова гравитация, сингулярността се заменя с парче пространство-време с краен размер. В теорията на струните, междувременно, нашата вселена произхожда от „пейзаж“ от възможни вселени. Също така е възможно нашият Голям взрив да съществува само като една от безкрайна поредица от вселени, умножаващи се без край в мултивселена.
Само по-нататъшният напредък в теоретичната физика ще помогне да се проясни мътността на тези възможни идеи. Но има и друг проблем: може никога да не разберем какво е причинило Големия взрив. В най-ранните си моменти дори самите ни представи за времето и пространството се разпадат. В такива екстремни мащаби нормални, ежедневни понятия като „начало“ и „преди“ може дори да нямат смисъл.
