宇宙大爆炸指出宇宙起源於奇點，霍金卻用數學方法建立宇宙新模型

至今為止，宇宙的起源仍是一個謎。目前，關於宇宙的起源問題，科學界普遍認同的一種說法是宇宙誕生於一次大爆炸。

早期，科學家發現宇宙中的星系和恆星正在不斷地遠離地球，雖然地球並不是宇宙的中心，但是在地球周邊出現的星系往外移動的情況，卻能更廣泛的推論出宇宙整個星系都正在遠離宇宙中心。因此，科學家認為宇宙正在膨脹，就像一個氣球一樣，從一個沒有氣的氣球慢慢的擴大，進而膨脹到極限，最終發生爆炸。

基於對氣球的理解，不少的科學家認為宇宙早期應該是一個無限小的點，而密度卻無限大，也就是奇點。宇宙最早誕生於奇點，隨著時間的推移，宇宙逐漸地擴大，一直到現在宇宙形成的樣子。另外，宇宙膨脹到一定程度的話是否會出現爆炸的情況？科學家也不敢妄下結論。

為此，霍金為宇宙賦予了一個新的形狀。基於廣義相對論和量子力學的結論，霍金利用數學的方法建立了一個無邊宇宙模型。

首先，相對於人類現在感受到的實時間，霍金定義一個虛時間。虛時間與實時間是相對的，人類能夠感知到的是實時間，一個從過去到現在到未來的單向時間軸。而虛時間是與實時間的時間軸相互垂直。這可以利用數學上的虛數來理解。

任何數字的平方都是大於零的，而負數的平方根卻並不一定是大於零的，於是定義一個虛數解決關於負數平方根的問題。同樣的，虛時間也是一個新的維度，它的定義就好像是實時間的投影一樣，這樣宇宙時間歷史就定義在一個數軸上，並且虛時間的時間感人類無法感知到。不過，從量子力學的角度去解釋虛時間的話，虛時間是雙行道，比起實時間的單行道多了更多的可能。

人類無法想像一個四維空間的模型，因此，我們無法在虛時間和實時間的軸上看出宇宙起源的問題，如果把虛時間軸上定義一個像地球一樣的二維點，或許就能更好理解虛時間的存在。

假如虛時間軸上存在一個像地球一樣的南極點，這個點與其他的點一樣都遵循著物理定律。那麼虛時間上的任何一點都遵循著物理定律，因此，虛時間上根本就不存在有一個宇宙起源的點。

也就是說，宇宙是完全獨立的，是自給自足，自我組織。宇宙是它自己創造的，在四維空間的時間軸上，宇宙沒有開端也沒有終端，因此，宇宙沒有起源的問題。

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