大爆炸的秘密隐藏在无法穿越的火墙之后，虽然我们曾以为自己无能为力，但是现在还是有办法向那久远的过去投去惊鸿一瞥，去观察那个没有星星、星系，原子与分子都未形成，连质子和中子都不存在的宇宙极早期，去探究万物的起源：那创造了我们宇宙的一次大爆炸。你所需要准备好的，只是一副太阳镜。
仅仅看着星星，你就已经在回望过去了，因为来自遥远星星的星光经历了许久时间才到达我们的眼睛。如果你向足够远的地方望去，就可能看到宇宙诞生之初的景象，然而在你与宇宙诞生之初的景象之间，由早期宇宙中炽热、模糊的电子和原子核组成的“汤”挡住了你的视线。仅仅在大爆炸过去38万年后，这锅“汤”就冷却下来，变得透明。不管你的望远镜有多么强大，你依然不能看到早于这一时间的任何事物。
尽管如此，物理学家仍然想看一眼在一切开始之后的一刹那，那个假设性的、近乎传说的暴胀时期。暴胀理论是为了弥合大爆炸理论的一些小缺陷而提出的。根据爱因斯坦的广义相对论，物质和能量都可以弯曲时空，但是从大尺度来观察，我们的宇宙却是平的。同时，我们的理论并没有预言空间中的不同地方看起来应该一致，然而，宇宙这一端的星系团不管在数量还是在形式上都和宇宙另一端的星系团如出一辙。最后，宇宙早期一定存在某些微小的密度涨落，这样物质才能由于引力而聚集到一起，不然的话我们今天就看不到任何星系了，只有一片光滑、连续的气体。然而，简单的大爆炸理论无法解释这种密度涨落的起源。
暴胀
为了解决这一谜题，当时在麻省理工学院工作的艾伦·古思在1980年提出了暴胀理论。他提出，宇宙早期发生了一次短暂而猛烈的加速膨胀，在各个方向上拉扯整个空间。我们现在称为可观测宇宙的这个宏大区域，在短短的一瞬间就从亚原子尺度膨胀到几厘米的大小。任何早期的时空弯曲都会被这种膨胀抹平，而任何温度、密度的差异都会被抚平。与此同时，填充了整个空间的能量场中存在的微小量子涨落，在经历这个暴胀阶段以后也会被放大（见图5.3）。
暴胀的理论有许多。所有理论都一致认为，暴胀源于某种弥漫于空间的能量场，它将整个空间往四周推开，然后消失，只剩下一片亚原子粒子的海洋，但是一开始的场是什么样子的，不同的理论各执一词。高能情形下力的本质究竟如何，不同的人有不同的观点，导致了这些理论一个比一个奇怪。
粗看起来，由于宇宙早期一片混沌，想要弄清楚在宇宙初创的一瞬间到底发生了什么似乎是一项不可能完成的任务。然而，这种混沌并非对一切都适用。暴胀的突然停止会向时空散布一种我们称为引力波的抖动。这些引力波在穿越原初火墙时，会因为压缩和拉伸时空而留下印记。
我们现在还能看到这堵火墙的余晖，当然，它的波长已经被拉长，强度也被削弱，成了我们现在所知的微波背景辐射。每个微波光子都在某个方向上振动着，形成它的偏振面。通常而言，不同的光子偏振方向各异，没有定数，但是一些机制可以在大尺度的结构上留下偏振的痕迹。引力波就能留下旋涡一般的独特形态。
为了看清这一点，我们得戴上一副微波波段的偏光太阳镜，它允许某种偏振光通过，同时阻止另一种偏振光。将太阳镜旋转，测量有多少辐射可以透过，你就可以计算出全天每个点的偏振方向。
大爆炸之前有什么？
暴胀把之前的所有信息都抹除了，所以我们无法通过观测天空来回答这个问题。除此之外，宇宙初开时，整个天地异常炽热、致密，我们用来描述宇宙膨胀和演化的公式都失效了。
一个可以将这些公式与量子力学结合的理论，也许可以给出大爆炸之前的事物——如果它存在的话——的数学描述，但是这样的理论如镜花水月。当然了，这无法阻止人们做出种种猜测：如反弹宇宙，在无穷无尽的爆炸和坍缩间周而复始；或者从同一个宇宙中衍生出多重宇宙。
有一些实验尝试搜索这种引力波的痕迹。在2014年，BICEP2探测器团队的研究人员宣称他们发现了，然而实际上，他们的探测结果是由星际尘埃造成的。在高海拔、干燥的区域，科学家们正在争先恐后地利用望远镜和探测器对这种信号展开探索。
如果他们成功了，物理学家可以推算出暴胀具体产生的时刻、机制和原因。在许多理论里，暴胀是在时间零点后的10-36~10-33秒触发的，其时，一种统一的宇宙超力一分为三，形成了3种独立的力：强核力、弱核力和电磁力。这种分化是一种相变，就如同液态水相变为冰，这个过程会释放能量并驱动暴胀过程。引力波的模式告诉了我们超力如何起作用，这会引出一个全新的物理学“大统一理论”，可以描述最基础的物质结构。它也可能告诉我们到底存不存在额外的隐藏空间维度，如果存在的话，它会将暴胀的时间往后推移多至10-14秒的时间。
话说回来，我们还可能会看到根本无法用暴胀理论解释的模式。这时候，理论物理学家只能从头来过了。
探测器和望远镜
地球上最不适宜居住的地方，恰恰是最适合观测宇宙肇始那一瞬的地方。
在南极的广袤区域，地球上最大的望远镜之一也显得十分渺小。建造南极望远镜（South Pole Telescope, SPT）（见图5.4）的初衷就是研究宇宙微波背景，它描绘了一幅大爆炸后38万年时的宇宙图景。利用装在望远镜后的相机，科学家们希望可以探测到原初引力波的踪影，也为了解宇宙诞生后的一万亿亿亿亿分之一（1/10-36）秒带来曙光（见上文的“宇宙初始的那一刹”）。
相机本身就设计成了测量偏振的模式。如同阳光经湖面或者道路反射之后会产生偏振，微波背景在传播过程中和电子散射时也会发生偏振，而引力波会非常巧妙地改变偏振模式。要观察到这种效应并不容易，就如同在一场摇滚音乐会里倾听蟋蟀的声音，因为引力波的微弱信号叠加在了早期宇宙密度涨落导致的极强的背景信号上。
空气中的水蒸气会吸收微波，所以要看到宇宙微波背景，你得到又高又干的地方去。南极点的海拔有2830米，而且空气极度干燥，但是这里还不是最高的台址。宇宙微波背景辐射阵列（Array for Microwave Background Anisotropy, AMiBA）建在夏威夷冒纳罗亚火山山坡上，海拔3400米。更高的还有位于智利阿塔卡马沙漠海拔5200米的塔科山山顶的其他仪器，这些寻找引力波的设备包括北极熊计划、ACTPol相机和宇宙学大角尺度勘察器（Cosmology Large Angular Scale Surveyor,CLASS）。再高处，还有探测器被悬挂在飘浮于南极、澳大利亚和新墨西哥上空的气球上。
