我們生活在一個不斷擴大的宇宙中。每天每一秒，星系之間的距離通常會越來越遠。倒計時，您很快就會意識到過去，星系之間的距離更近。我想這是非常簡單的邏輯。
再往前推一下時鐘，就不再有星系了-所有的東西都太混在一起了。宇宙中只有一堆垃圾。繼續前進，最終整個宇宙，就像今天出現的那樣，縮小到無窮小。這正是廣義相對論（我們用來理解這些幾乎不可理解的時間尺度上的宇宙演化的數學工具）告訴我們的：在過去的有限時間裡（大約138億年前），宇宙被壓縮成一個奇點，一個無限密度的點。
當然，那是錯誤的。大自然不喜歡無限。但是，我們必須將自然的實際行為與我們的建模方法區分開來。物理是對我們周圍世界的數學描述。那個數學提供了一個很棒的工具。首先，數學將模糊的自然語言句子壓縮為精確的，充滿含義的方程式。您可能會繼續討論電磁輻射波是如何傳播的，而沒有弄清所有細節，僅是因為英語並沒有真正描述它的能力。但是，幾個簡潔的方程式可以為我們完成所有工作，並以一種優雅的方式進行總結和描述。
數學還要求邏輯上的一致性，這在物理學家想要進行預測時非常方便。「如果我們根據證據認為這是真的，那麼那一定會發生」，這是一個令人安撫的陳述，使我們在午夜存在的恐懼恐懼中平靜了下來。
但是它確實有缺點。我們只能提供對自然的近似描述，因為我們從根本上受到測量不確定性的限制。有時，這些近似值確實非常（真的）很好，因此我們不再關心差異。但是有時數學是如此混亂，如此失調，以至於我們無法用它來拼湊大自然母親對我們低聲說的話。
奇異性就是這種情況。當描述中出現奇點時，是數學本身告訴您您走得太遠了-您的幻想方程式在這裡並不好。這意味著您做錯了事，而數學運算則不需要您的惡作劇。
實際上，至少在數學上，奇點實際上很常見。如果我對簡單彈簧提供的力進行建模，則可以使用胡克定律：壓縮彈簧的次數越多，向我推的力就越大。但是，如果我要一直壓縮它，以使彈簧成為一個單一點，那麼推回我的力將是無限的。這聽起來似乎很愚蠢，但這就是胡克的數學告訴我們的。
但是，您只能將彈簧壓縮到目前為止，直到有其他力接管為止，例如金屬中原子的電排斥，從而阻止了它們壓縮到無窮大。奇異性出現在數學中，但自然界知道的更好。
現在以這個例子為例，用廣義相對論代替胡克定律，用整個宇宙代替春天。歡迎來到宇宙學家的噩夢。
愛因斯坦的廣義相對論非常容易陳述：我們都生活在時空之中。質量或能量的存在使時空「變形」在其「下方」（在三維意義上），這種變形告訴其他事情如何運動。將兩個孩子放在蹦床上：他們可以相互接觸而不會碰觸。現在想像一下，在四個維度上，您將具有重力。
像上面的那個那樣溫和的陳述掩蓋了如此可怕的數學蛇形洞，這幾乎是可笑的。廣義相對論本身是一組10個複雜的，相互交織的方程，描述了時空與物質和能量之間的詳細關係，另外還有一些方程控制著物體的運動。沉重的東西。
廣義相對論是引力的故事，在最大尺度（即大於星系）上，引力是唯一具有足夠引力的力。它非常脆弱，但是會在無限範圍內影響所有物質和能量，而持久力則在很大程度上發揮了主導作用。總而言之，宇宙是中性的，所以電磁力抵消了。強大的核力量逐漸消散越過原子核，而強大的核力量則弱。當涉及宇宙學時，只有重力很重要。
除非它不存在，就像我們所知道的那樣，就像在最早的十分之一秒之內進入宇宙的存在。
宇宙學是一個關於引力的故事，廣義相對論描述引力很好而又花哨，給了我們宇宙的歷史。但是，愛因斯坦最偉大的一面潛伏著奇異之處。我們用廣義相對論來理解我們宇宙的演化，而那些數學說-並且邏輯告訴我們-如果我們生活在一個不斷擴展的宇宙中（而且我們確實如此！），那麼在過去的某個時候，一切都被塞進了無限密集點。
除非有什麼阻礙。除非有某種方法阻止或取代了不可避免的坍塌，否則將阻止宇宙變得無限稠密-只是變得非常稠密甚至是驚人的稠密。除了無限之外，我們都可以應付。實際上，必須採取某些措施來阻止它。我們知道，奇異性實際上並沒有出現在自然界中。它們是我們現實模型中的缺陷。
因此，廣義相對論在沙子上畫了一條線：我們可以挖掘整個宇宙以獲取信息，從我們的觀測中提取每一點有用的數據，但是除非我們嘗試使用其他一些工具，否則我們永遠不會了解宇宙的最早時刻。我們的數學工具箱。當談到前10 43秒時，我們根本不知道會發生什麼。
在這裡，炒作盛行。我們對宇宙的歷史有比較牢固的了解，但對宇宙的起源卻沒有了解。或者即使起源是正確的詞。我們（尚未）開發用於描述這些初始時刻的數學語言。
也許在所謂的「大爆炸」之前還有更多的「宇宙」發生（如您所見，該術語的意思不是描述我們宇宙的誕生，而是描述它的非常早期的歷史）。時空的概念也許被打破了。也許沒有「在宇宙之前」這樣的東西。在物理學家及其神秘的學術期刊中，除了我們已知的物理定律之外，還有許多推測性的思想。也許弦理論在這裡有答案，還是循環量子引力？誰知道？
奇異性吸引了理論物理學家的眼球，因為這是一個明確的路標，說明在這裡還有很多東西要學習。對於宇宙中所有其他時間和尺度，我們至少對如何進行有一些指導。但是在這一刻，當宇宙的溫度超過10的32次方開氏溫度，並且跨度不超過10 -35米時，我們並沒有太多的嚮導。
為了讓您感覺到這個時代的極端極端性（順便說一句，稱為普朗克時代），請伸出您的雙手。繼續，您可以使用伸展運動。今天的可觀測宇宙的寬度（約930億光年）與伸出的手之間的尺度差與該新生狀態下伸出的手與宇宙大小之間的尺度差大致相同
換句話說，想像一下要張開你的手臂如此之大以至於你可以擁抱當今的宇宙。普朗克時代的宇宙必須做十億次以上才能為您提供友好的擠壓。
抱歉-這類情況沒有很多有用的類比。我們在宇宙早期階段通常沒有接觸過的溫度，密度和長度尺度，因此我們沒有現成的隱喻或解釋工具。通常，在這種情況下，我們可以求助於數學以指導我們，就像在胡說八道的暴風雨中的一座遙遠的燈塔一樣，但即使在這裡，光也消失了。