宇宙到底是一个什么样的形状呢？
「大爆炸模型」已经彻底战胜了「稳恒态模型」可以这样说，我们不知道宇宙是不是就像大爆炸模型所描述的那样，但是到目前为止，我们没有发现比这个模型更好的解释，爱因斯坦的静态宇宙是这样的，兹威的光疲劳学说是这样的，霍伊尔的稳恒态宇宙论，以及完全宇宙学原理更是这样，这个关于宇宙创生的理论，我们可以称之为——「标准大爆炸模型」。
「标准大爆炸模型」面临三个难题
标准大爆炸模型从上个世纪60年代开始起，逐渐成为了宇宙学研究的范式，但是关于大爆炸的理论故事还远远没有结束，标准的大爆炸模型也并非无懈可击，越来越多的人开始认识到这里面有些问题错误的离谱，完全无法解释，「标准大爆炸模型」主要面临以下三个难题：
第1个难题——奇点问题、宇宙诞生的时刻，它的能量密度和温度都趋于无穷大，时间和空间都被集中于一个无穷小的点，许多物理学家无法解释，既无穷大又无穷小的概念，这个问题可以看作是广义相对论的固有问题，许多人认为广义相对论只是一个经典理论，它不适用于解释宇宙大爆炸时刻的物理现象，就像牛顿定律不适合描述速度接近光速的物体一样，在这样小的尺度上，科学家认为应当用量子力学的方法来进行研究，比如将引力场量子化，但是人们距离得到这个问题的满意答案还相距甚远。
第2个困难——视界问题、物质在宇宙中的分布非常均匀，当宇宙还是一个30万岁的婴儿时期，它所发出的微波背景辐射几乎是各向同性的，所谓的微小起伏只有10的负5次方。现代天文观测也表明，在足够大的尺度上，宇宙中的物质分布的特别均匀，以至于到处看起来都几乎一模一样，这种均匀就会引起一个非常重要的问题，那就是 「视界问题」。如果有一场两个小时的考试，考场中有两个学生的答案一模一样，连错的题目都一样，那几乎可以肯定的是，这两个学生在考试的时候互相对照答案，他们可能通过传纸条的形式进行了交流，这件事情很好理解，因为两个学生在一个考场，监考老师管的不严，他们就会有小动作，但是如果两个学生一个在地球上考试，另一个在三体人的老家「比邻星b」上考试，在考试时间只有两个小时的情况下，两个学生的答案还是一模一样，这就有些匪夷所思了。
「比邻星b」和地球相距4.3光年，即使最快的速度光速到达那里也需要4年多的时间，两个学生是如何传纸条的呢？这个问题可以推广到整个宇宙，宇宙在大尺度上是均匀的，说明这些地方进行了信息的交流，就像两个学生传纸条一样，但是宇宙又是如此之大，即使是最快的光也不可能跑得完，那么相隔数百亿光年的两个地方是怎样完成信息交流的呢？换句话说，宇宙如何进行超光速的信息交流，这就是所谓的「视界问题」。
第3个问题——平坦性问题、我们的宇宙看起来几乎是平坦的，在最大距离尺度上，时空仅有很小的曲率或者没有曲率。首先，什么是宇宙平坦？宇宙是什么形状的？这是任何一位宇宙学家都孜孜不倦想要搞懂的问题，然而也是所有宇宙学家都没有完全搞得懂的问题，他们最多也只能这样告诉你——在大尺度上宇宙是平的，用一句调侃的话来比喻就是，宇宙原来就是一张A4纸。
空间是三维的，为了更好的解释宇宙形状的概念，咱们先去掉一个维度，让宇宙变成一个二维的面，最典型的一个二维形状就是一张平面，比如一张纸，我们在平面上画一个三角形，它的内角和一定是180度。我们在平面上画两条平行线，它们永远都不会相交，也永远不会互相远离，我们称这样的曲率为——「平坦」。
当然平坦不是曲率的唯一一种可能，试想一下：一个球体的表面，在球面上随便找一个点，它在两个垂直的方向弯曲是一致的，这是正曲率。如果在球上画一个三角形，那么它的内角和和平面上就完全不一样了，它的内角和不是一个固定的值并且大于180度。可以试想一下，现在我们在地球的地面上画三个点，一个点是北极，另外两个点分别是:赤道与本初子午线以及西经90度经线的交点，这样的三个点连接以后所形成的三角形，每一个角都是直角,三角形的内角和是270度。此外如果我们在球面上画两条平行线，这两条平行线最终会相交于一点，就像所有的经线最终都会相交于南北两极一样，这种表面叫做——「正曲率」。
马鞍形则是另一种不平坦的二维表面，它在任何一个方向上向下弯曲，而在与之垂直的方向上向上弯曲，这样的表面称为——「负曲率」。如果在马鞍形的表面上画一个三角形，那么它的内角相加的和将小于180度，如果在马鞍形上画两条平行线，随着直线的延伸，它们会在两个方向上分叉，彼此之间越来越远。
可以观测的宇宙是三维的，它的曲率和二维也是相同的，也有三种可能：第一种是「零曲率」，也可以称之为「平坦」、第二种是「正曲率」，它是一种拥有更高维度的球体、第三种是「负曲率」，比如拥有更高维度的马鞍形的三维空间。
宇宙到底是一个什么样的形状呢？
直接测量三角形的内角和是一种非常好的方法。比如，我们可以在我们的空间内画一个三角形，然后测量三角形的内角之和：如果内角和等于180度，那么空间就是「平坦」的、如果内角和大于180度，那么空间就被弯成了一个球的形状·「正曲率」、如果内角和小于180度，那么空间就弯成了一个马鞍的形状· 「负曲率」、三角形的内角和为180度，但实际上在这个定理之前我们要加一个前提，那就是——“我们所处的宇宙是「平坦」的”。历史上还真的有人怀疑过三角形的内角和不是180度，那就是有着数学王子之称的高斯，他曾经专门跑到深山里画三角形，不过这事儿高斯是偷偷摸摸干的，因为他害怕别人发现以后会嘲笑他是神经病。
还有一种方法也可以得知宇宙的曲率，那就是——“利用平行线的性质”。如果空间曲率是正的，那么两条互相平行的线，最终会交叉在一起。反之，如果空间曲率是负的，平行线之间的相互距离就会越来越远。这种平行线的性质会推出一个结论，那就是：如果宇宙是「平坦」的，在假定所有的星系大小都是一致的情况下，宇宙中的星系看上去就严格地服从“近大远小”的规律。如果宇宙不是「平坦」的，那么就会出现这样两种的情况——星系会随着距离的增大，看上去反而越来越大。星系会随着距离的增大，而显著地变小，以至于在距离增大几倍以后，必须放大几十倍才能看得见它们。哈勃望远镜通过长时间的曝光看到了最远300亿光年的星系，他所得到的结论是——“宇宙中的星系既不会随着距离在增大而变大，也不会随着距离的增大显著地变小”。
哈勃这个观测得到的结论比较概括，2014年1月一个名为 “重子振动分光镜勘测(Baryon Oscillation Spectroscopic Survey,简称 BOSS)的观测小组宣布——在大尺度上宇宙空间是异乎寻常的「平坦」。
观测小组的结果是基于这样的一个事实，他们通过观测遥远星系之间的光发现，这些光并没有发生偏折，也就是说宇宙的「曲率」不是等于0，就是非常接近于0，这个时候您可能会有一个问题，那就是——也许宇宙的曲率实在是太小了，以至于我们的仪器根本就观测不到呢？
关于这个问题宇宙学家肯定也考虑到了，目前根据普朗克卫星的最新数据，即便宇宙是弯曲的，那么这种弯曲也只能体现在可观测宇宙的400倍之外。因此我们能够得到这样的结论——宇宙要么就是平坦的，要么即便有曲率，这个曲率也非常小。
从理论上讲，宇宙既可能是「平坦」的，也可能是「弯曲」的，由于「平坦」的状态只有一种，而「弯曲」的状态则有无数种从概率的角度来看，应当是处于弯曲的状态的可能性要大得多，但实际的天文观测却表明我们的宇宙异乎寻常的「平坦」，这就有点奇怪了，为什么宇宙恰恰处于那种可能性最小的「平坦」状态呢？这就是所谓的「平坦」性问题。
也许有人会说宇宙就是「平坦」的，但是科学家不相信这是巧合，科学家认为一定是什么事情发生了才会导致宇宙如此的「平坦」。「标准大爆炸模型」所面临的3个棘手问题，其中第1个「奇点问题」是广义相对论失效的地方，有理论认为可以用量子引力理论来进行分析，但目前还没有满意的结果。而另外两个问题也就是「视界问题」和「平坦性问题」，则让「标准大爆炸模型」一筹莫展。就像一件衣服上有许多破洞，即便衣服再漂亮、再名贵也不会有人愿意穿，因此「标准大爆炸模型」需要一个补丁，这个补丁就是——「暴胀宇宙学说」。
「暴胀宇宙学说」是1980年由美国人艾伦·古斯首先提出来的，古斯最初研究的问题和宇宙起源八竿子也打不着，古斯研究的是一个叫做「磁单极子」的问题，什么是磁单极子问题呢？大家平时肯定见过磁铁，特别是当家里的绣花针找不到的时候，磁铁绝对派得上用场，所有的磁铁都有一个共同的特征，那就是它一定同时具有南极和北极，即使把一块磁铁从中间一切两半，得到的两块磁铁也会自动地重新产生南极和北极，那么有没有可能存在只有一个南极或者只有一个北极的磁铁呢？理论上是有可能的，麦克斯韦说过，电就是磁，磁就是电，电、磁不分家，电荷是可以分为正电荷和负电荷的，它们可以独立存在，那么单独的南极和北极，也就是磁单极子，按道理讲也应当是存在的。英国物理学家狄拉克在1931年利用数学公式预言了「磁单极子」的存在，但理论是理论，现实是现实，在真实的世界中，我们「磁单极子」的毛也找不到。
古斯在研究这个问题的时候发现——如果宇宙诞生在一个高能量的真空环境里，它就会被巨大的能量推动而向外膨胀，而且这种膨胀一定是指数式的膨胀，也就是「暴胀」。按照这个学说，在大爆炸后10的-35次方秒时，宇宙以惊人的指数率膨胀， 暴胀持续了10的-32次方秒，在这短到不可思议的一瞬间，宇宙的体积至少扩大了10的26次方倍。简而言之，宇宙在我们想象不到的极短时间内膨胀到我们想象不到的极大体积。
在 「暴胀学说」中，宇宙在如此之短的时间内膨胀了如此之多，远远超过光速，这岂不是与爱因斯坦的相对论矛盾吗？爱因斯坦的相对论中不是规定物体的速度极限是光速吗？这点需要跟大家解释一下，在宇宙的「暴胀」中，不是物体发生了移动，而是空间本身的性质变化了，空间本身发生了「暴胀」，「光速极限」这个规则是给物体定制的，空间不受到这个限制。
有了「暴胀」，「磁单极子」问题就变得非常简单了举例说明：当我们带着孩子去游乐园玩抓鱼游戏的时候，如果在盘子里放很多的鱼，让小朋友们用工具打捞，「磁单极子」就好比这些无助的小鱼，当盆子很小的时候，即便动作还不协调的小孩子也能轻而易举地捞到许多小鱼，但是如果这个盆子大到像太平洋那么大，小鱼的数量没有增加，那么这个时候再想打捞到一条小鱼，恐怕就没有那么容易了。找不到「磁单极子」也是同样的道理，在一个发生了「暴胀」的宇宙中，「磁单极子」就好比海里的针，大海捞针的难度可想而知。「暴胀」的好处不只是「磁单极子」问题解决了，平坦性问题和视界问题也迎刃而解。
「暴胀」就好像是一个吹气球的过程，宇宙这个气球被瞬间吹大了10的26次方倍，如果这个气球开始只有氢原子那么大，经过「暴胀」之后的体积就会变得比银河系还要大100万倍，如果最初的气球上有一些凹凸不平的点，但「暴胀」过后所有的突起和凹陷都被无限拉伸，变得完全没有痕迹了，站在气球上任何一个地方都好像站在平地上一样，这就好比你去采访一个蚂蚁——你：地球是平的吗？蚂蚁：我用我一生走完的所有路向你打包票，地球一定是平的！也许宇宙对于我们而言就像是地面对于蚂蚁一样，即使宇宙和地球不是平坦的，但对我们和蚂蚁来说，是不是平坦已经无所谓了，反正怎么看，宇宙都是平坦的。
「视界问题」在一个「暴胀」的宇宙中也容易得到解释如果宇宙极早期存在一个急速膨胀的时代，那么宇宙就有可能变得异常的均匀和各项同性，在更早的时刻也就是「暴胀」之前，这些区域是可以在同一视界内联系的，它们在那个时候互相交换了信息，随着宇宙空间经历了以超乎光速的膨胀，那些看似遥远的远方，在膨胀之前就已经沟通好变得一模一样了。
举例说明：考场在一瞬间内指数级地增大，使得两个本身距离很近的考生由原来的同桌变成了距离4.3光年那么远，考试完交试卷的时候，如果这两位考生的答案是一模一样的，就容易理解了，是因为他们在 「暴胀」之前就已经作弊了。
尽管 「暴胀学说」本身缺乏强有力的理论依据，也没有得到直接的观测证据，但这个理论它的所到之处可谓是无往不利，一口气就解决了「磁单极子 」问题、「视界问题 」和平坦性问题 」，有人这样比喻「暴胀学说」——当标准大爆炸模型出问题的时候，「暴胀」理论相当于大爆炸模型的局部微创手术，手术的伤口很小，但是却把标准大爆炸模型的病全部都治好了。
在没有更好的理论出现之前，「暴胀」理论真的看起来相当美好，但是美好归美好，一旦将来在理论上和观测上出现对「暴胀宇宙学」不利的证据，相信我们的科学家还是能够迅速抛弃这个理论的，毕竟「暴胀宇宙学」只是一个猜想，只是与观测符合得比较好而已，「大爆炸模型」刚刚开始的一瞬间所发生的事我们谁也说不清楚。