我們的宇宙始於一場爆炸——宇宙大爆炸。這場爆炸延展了時空結構，將超熱物質向四面八方傳送。隨著宇宙的膨脹，物質冷卻並開始聚集，形成原子，然後是元素，然後是恆星、星系，最終形成我們今天所知和所見的一切。
對於物理學家和宇宙學家艾倫·古斯來說，關於宇宙大爆炸，仍然有一個大問題：“是什麼發生了爆炸？”
答案就在他的宇宙暴脹理論中。“它為宇宙大爆炸設定了條件——就像前傳一樣，”麻省理工學院物理學教授古斯說。由於發展了這一理論，古斯和他的兩位同事——斯坦福大學的安德烈·林德以及莫斯科附近俄羅斯科學院朗道理論物理研究所的阿列克謝·斯塔羅賓斯基——被授予2014年卡弗裡天體物理學獎。
根據該理論，在宇宙誕生後不到萬億分之一萬億分之一秒的時間裡，一種奇異的物質形式施加了一種違反直覺的力：引力斥力。雖然我們通常認為引力是吸引力（想象一下艾薩克·牛頓和掉落的蘋果），但阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論允許存在這種力。
古斯說，在早期宇宙的條件下，當溫度異常高時，這種物質的存在是相當可能的。“它只需要是一小點，”他說。“但是當這一點開始膨脹時，膨脹是指數級的。”
古斯說，思考這些決定命運的事件——以及接下來發生的事情——提出了科學中最引人入勝的一些問題：我們的宇宙是如何開始的，它將走向何方，最初是什麼導致它存在的？
“我們不一定期望明年就能回答這些問題，”他補充道。但“任何朝著理解答案邁出小步的舉動都令人興奮。”
在這裡，古斯探討了其中一些謎團，包括我們的宇宙來自哪裡，宇宙之外存在什麼，以及暴脹如何可能孕育出原始黑洞，這是一種假設的實體，可能代表著宇宙長期以來追尋的暗物質。
暴脹開始之前有什麼？
這是我一直在思考的問題，在一個我與肖恩·卡羅爾[在加州理工學院]合寫的論文的背景下。這個想法是宇宙實際上是永恆的。它在所有時間都存在，所以沒有開始需要解釋。物理定律本身似乎並沒有對未來和過去做出任何重大區分。隨著宇宙的演化，它的熵或無序度將會增長。我們所說的未來只是熵更高的方向；熵較低的狀態就是我們所說的過去。但是，如果你將這種初始低熵狀態向後追溯到時間中，朝著我們之前稱之為過去的方向，就會發生一件奇怪的事情：熵也會開始在該方向上增長。我認為生活[沿著時間箭頭]的人們不會感到與我們所感受到的有任何不同。每個人都會認為他們是從過去走向未來，除了他們所說的未來將是我們所說的過去。
暴脹能告訴我們關於維繫我們宇宙的力量什麼？
如果星系中唯一的物質是我們看到的物質，那麼就沒有足夠的引力來將星系維繫在一起。以它們如此快的速度旋轉，它們會直接飛散——或者它們根本不會在最初形成。假設是必須存在其他物質來產生更強的引力場來維持物質的結合，即使在這些高速下也是如此。這就是暗物質。
我正在與其他物理學家和學生合作，計算一種稱為混合暴脹的暴脹版本中原始黑洞的產生。原始黑洞可能就是暗物質。它們也可能是導致我們在星系中心看到的超大質量黑洞的種子——這些黑洞擁有數百萬甚至數十億個太陽質量。如果我們能找到原始黑洞，那將是一件大事。
我們的宇宙是唯一存在的嗎？
永恆暴脹理論認為，一旦暴脹開始，它永遠不會完全停止。相反，它會在某些地方結束，並在那裡形成宇宙。我們稱它們為口袋宇宙，因為它們不是存在的一切。我們生活在這些口袋宇宙之一中。即使口袋宇宙不斷形成，也總會存在一定體積的奇異排斥引力物質可以永遠膨脹，從而在永無止境的程序中產生無數個口袋宇宙。
每個獨立的口袋宇宙最終都可能會消亡，因為它會耗盡能量並冷卻下來。但在所有口袋宇宙的宏偉藍圖中，生命不僅會永恆地延續下去，而且每時每刻都會有越來越多的生命。
生活在多元宇宙中有任何缺點嗎？
擁有無限多元宇宙的問題在於，如果你問一個簡單的問題，比如“如果你拋一枚硬幣，正面朝上的機率是多少”，通常你會說 50%。但在多元宇宙的背景下，答案是正面朝上的次數是無限的，反面朝上的次數也是無限的。由於沒有明確的方法來比較無窮大，因此沒有明確的方法來說某些型別的事件很常見，而其他型別的事件很少見。這引發了關於機率含義的根本問題。機率對物理學家至關重要，因為我們的基本理論是量子理論，它基於機率，所以我們最好知道它們的含義。
