膨胀理论汇集了量子物理学和粒子物理学的思想，以探索宇宙大爆炸后的早期时刻。根据膨胀理论，宇宙是在不稳定的能量状态下产生的，这迫使宇宙在其早期迅速膨胀。一个结果是宇宙比预期的要大得多，远远大于我们用望远镜所能观察到的大小。另一个结果是，这一理论预测了一些特征，如能量的均匀分布和时空的平面几何结构，而这些特征以前在大爆炸理论的框架内是无法解释的。

由粒子物理学家艾伦·古思（Alan Guth）于1980年提出的膨胀理论如今被普遍认为是大爆炸理论的一个广泛接受的组成部分，尽管大爆炸理论的核心思想在膨胀理论发展之前的几年就已确立。

通货膨胀理论的起源

多年来，大爆炸理论被证明是相当成功的，特别是宇宙微波背景（CMB）辐射的发现证实了这一点。尽管该理论在解释我们所看到的宇宙的大部分方面取得了巨大成功，但仍存在三个主要问题：

• 同质性问题（或“为什么宇宙在大爆炸后一秒钟内如此难以置信地均匀？”；“正如《无尽的宇宙：超越大爆炸》中提出的问题）
• 平面度问题
• 磁单极子产量预测

大爆炸模型似乎预测了一个弯曲的宇宙，在这个宇宙中，能量的分布根本不均匀，而且有很多磁单极子，没有一个与证据相符。

粒子物理学家艾伦·古思（Alan Guth）在1978年由罗伯特·迪克（Robert Dicke）在康奈尔大学（Cornell University）的一次讲座中首次了解到平面度问题。在接下来的几年里，古思将粒子物理学的概念应用于这种情况，并开发了早期宇宙的膨胀模型。

古思在1980年1月23日斯坦福直线加速器中心的一次讲座上介绍了他的发现。他的革命性想法是，作为粒子物理学核心的量子物理学原理可以应用于大爆炸的早期阶段。宇宙本来是以高能量密度创造的。热力学表明，宇宙的密度会迫使它以极快的速度膨胀。

对于那些对更多细节感兴趣的人来说，本质上宇宙是在希格斯机制关闭的“假真空”中创造的（或者换句话说，希格斯玻色子不存在）。它会经历一个过冷过程，寻找一个稳定的低能态（希格斯机制开启的“真正真空”），正是这个过冷过程推动了快速膨胀的通货膨胀期。

多快？宇宙的大小每10-35秒就会翻一番。在10-30秒内，宇宙的大小将翻倍100000倍，这足以解释平坦度问题。即使宇宙开始时有曲率，那么大的膨胀也会使它今天看起来平坦。（考虑到地球的大小足以让我们觉得它是平的，即使我们知道我们所站的表面是球体外的曲面。）

类似地，能量分布是如此均匀，因为当它开始时，我们只是宇宙的一小部分，而宇宙的那一部分膨胀得如此之快，以至于如果存在任何主要的能量不均匀分布，它们将离我们太远而无法感知。这是同质性问题的解决方案。

完善理论

据古思所知，这一理论的问题在于，一旦通胀开始，它将永远持续下去。似乎没有明确的关闭机制。

此外，如果空间继续以这种速度膨胀，那么西德尼·科尔曼之前提出的关于早期宇宙的想法就行不通了。科尔曼曾预言，早期宇宙中的相变是由聚结在一起的微小气泡产生的。随着通货膨胀的发生，微小的泡沫彼此之间的移动速度太快，以至于无法融合。

俄罗斯物理学家安德烈·林德（Andre Linde）对这一前景非常着迷，他攻击了这个问题，并意识到有另一种解释可以解决这个问题，而在铁幕的这一边（记住，这是20世纪80年代），安德烈亚斯·阿尔布雷希特（Andreas Albrecht）和保罗·斯坦哈特（Paul J.Steinhardt）提出了类似的解决方案。

这一理论的新变体在整个20世纪80年代得到了真正的重视，并最终成为已确立的大爆炸理论的一部分。

通货膨胀理论的其他名称

通货膨胀理论还有其他几个名字，包括：

• 宇宙膨胀
• 宇宙膨胀
• 通货膨胀
• 旧通货膨胀（古思1980年的理论原版）
• 新通货膨胀理论（修正了泡沫问题的版本名称）
• 缓慢滚动充气（气泡问题修复版本的名称）

该理论还有两个密切相关的变体，混沌通货膨胀和永恒通货膨胀，它们之间有一些细微的区别。在这些理论中，通胀机制并不是在大爆炸后立即发生一次，而是在不同的空间区域不断发生。他们假设作为多元宇宙的一部分，“泡沫宇宙”的数量会迅速增加。一些物理学家指出，这些预测都存在于通货膨胀理论的所有版本中，所以不要真的认为它们是不同的理论。

作为一种量子理论，通货膨胀理论有一种场解释。在这种方法中，驱动机构是充气场或充气粒子。

注：虽然现代宇宙学理论中的暗能量概念也加速了宇宙的膨胀，但所涉及的机制似乎与膨胀理论中的机制大不相同。宇宙学家感兴趣的一个领域是通货膨胀理论可能导致对暗能量的洞察，反之亦然。