4.神秘的奇点： 时间在这里开始或终结
广义相对论的数学模型能计算得出时间具有开端或终结的解，这为物理学家提供了新的思考方向。或许宇宙中的大部分物质都从一个点中涌出，这样的拥有无限密度的点就是奇点。
两种观点
关于时间是否存在开端或终结，在科学界一直存在着两种不同的观点。一方面，许多理论物理学家认为，从时间维度讲，无论过去还是将来，时间在两个方向都必须是无限的，否则就会引起有关宇宙创生的令人不安的问题。长久以来，人们似乎对宇宙创生这一问题感到棘手，人们更愿意回避这个问题，而不是正面去求证或解答。
有关时间的两种思考
另一方面，一些物理学家通过广义相对论的数学模型求解，得出时间具有开端或者终结。虽然这些解都是非常特殊的，具有大量的对称性，但是这也说明，纯粹客观的数学模型，正在试图证明时间也有“界限”。
重叠的星系
哈勃空间望远镜观测到宇宙一直处于不断膨胀中，这说明过去的宇宙比现在的小。我们以两个星系为例，根据哈勃定律向若干亿年前推演，时间越往前推，它们之间的距离越短，相对远离的速度越慢。当这个值达到极限的时候，它们之间远离的速度就变为0，之间的距离也变为0。也就是说，在久远的时间以前，这两个星系是重叠在一起的。
我们继续丰富想象力，把这种推演从单一的两两重叠，推进到宇宙中任意星系之间的重叠上。这就像人们在看电影时的倒带过程，当时间向过去延伸的时候，星系之间的运动是相互趋近式的。而且时间越早，它们之间的距离越短，靠近的速度越小。当向前推进的时间达到无限大的时候，所有的星系都会重叠在一起。
宇宙历史的胶片电影
假如宇宙历史可以被胶片拍摄成一部完整的电影，通过倒带播放，我们便可清晰地看到宇宙的形成。科学家也就可以停止无休止的猜测和争论了。
什么是奇点
物理学上的奇点，多见于描述黑洞中的情况。广义相对论中，黑洞内部有一个奇点，在这一点上密度和曲率是无穷大的。大爆炸宇宙论认为，大爆炸的时候有一个初始奇点，大坍缩的时候有一个终结奇点，密度和曲率也都是无穷大的。实际上，奇点在广义相对论中是个很严重的问题，因为绝大多数时空模型都有奇点。
黑洞里的奇点
引力奇点是大爆炸宇宙论所说的一个“点”，即“大爆炸”的起始点。该理论认为宇宙是从这一“点”的“大爆炸”膨胀而形成的。奇点是一个密度无限大、时空曲率无限大、热量无限高、体积无限小的“点”，一切已知物理定律均在奇点失效。
当时苏联的一些科学家认为，奇点其实是我们把对称性想得太好造成的。例如，黑洞中心有一个奇点，是因为我们把黑洞想象成星体做精确的球对称坍缩时形成的，结果就缩成一个点。但是，如果一个不是很标准的完美球对称坍缩为奇点的话，星体中的物质就会从中间交叉错过去，也就不会形成奇点。因此，苏联的一些科学家认为，奇点是一个偶然的现象，只不过因为我们把对称性想象得太美好才出现的。
奇点与时间
英国物理学家彭罗斯不同意苏联科学家的观点，他提出一个新的概念，即奇点是时间开始或结束的地方。白洞里面的奇点是时间开始的地方，黑洞里面的奇点是时间结束的地方；宇宙大爆炸的初始奇点是时间开始的地方，大坍缩奇点则是时间结束的地方。
彭罗斯针对这个定义证明：一个合理的物理时空，如果因果性成立，有一点儿物质，等等，在这些合理的条件之下，时空至少有一个奇点。或者说至少有一个过程，时间是有开始的，或者是有结束的，或者既有开始又有结束。
彭罗斯将奇点和时间联系在一起，是一个重要的创举。这意味着物理学不再局限于科学领域，而是与哲学和神学相互融合，对一些最本质的问题进行研究和探讨。
奇点理论
彭罗斯认为，宇宙的最初是奇点，然后发生大爆炸，接着由于大爆炸的能量而形成了一些基本粒子。这些基本粒子又在能量的作用下，逐渐形成了宇宙中的各种物质。
