20世紀的天文觀測表明,宇宙正處于膨脹的演化過程中。
在時間上往過去反推,人們估計在100多億年前宇宙是處于極其緊致極其熾熱的所謂大爆炸奇性的狀態。
宇宙的演化必須服從愛因斯坦引力場方程。
但是不同的初始狀態會導致不同的演化。
大爆炸奇性從何而來,或者宇宙從何而來的所謂"第一推動"問題就擺到了宇宙學家的面前。
真正解決第一推動問題的是霍金提出的無邊界條件的量子宇宙論。
在他的理論中,宇宙的誕生是從一個歐氏空間向洛氏時空的量子轉變,這就實現了宇宙的無中生有的思想。
這個歐氏空間是一個四維球。
在四維球轉變成洛氏時空的最初階段,時空是可由德西特度規來近似描述的暴漲階段。
然后膨脹減緩,再接著由大爆炸模型來描寫。
這個宇宙模型中空間是有限的,但沒有邊界,被稱作封閉的宇宙模型。