當宇宙大霹靂發生之初，宇宙是處在非常混沌（chaos）的狀態。對科學家而言，「混沌」有其特別的意義，是指即使小小的改變，會引發後續大規模的連鎖反應，也就是大家熟知的「蝴蝶效應（butterfly effect）」，在地球某處的蝴蝶輕輕揮動翅膀，結果可能引發地球另一處發生劇烈暴風雨。
科學家過去就曾提出：宇宙誕生之初可能是處在混沌狀態，才會因為小小的改變引發大規模連鎖反應，使距離非常遙遠的天體，看起來也都相同。而美國西北大學（Northwestern University）和巴西費德洛大學（Federal University of Rio de Janeiro）物理學家以數學方式證明：在宇宙大霹靂發生後10-43秒，宇宙的確是在絕對的混沌狀態，不會隨觀測者所在位置或是否處在運動狀態而有所不同；不過這種混沌狀態只持續10-36這秒這麼短的時間。
這些科學家表示：從非常小而熾熱的稠密狀態誕生後，宇宙便開始向外膨脹。但在任何特定時間點，其中2個空間維度向外膨脹，但第3個空間維度卻在收縮；不過，同一個維度不見得會一直維持在收縮或在膨脹。如同宇宙本身一樣，這個膨脹現象也是混沌狀態，換言之，只要收縮狀態改變一點點，就會造成後續截然不同的膨脹和收縮反應。
目前對宇宙剛誕生之初的這個時期瞭解得非常少，某些理論認為這個混沌階段是緊接著暴漲階段（inflation）發生。暴漲階段中，宇宙在短短1秒內，尺寸暴漲到原來的100倍以上。
我們的宇宙不再處在混沌狀態，除非它曾經歷假設的大崩塌（Big Crunch）事件。某些宇宙論模型預測宇宙將持續膨脹，或是膨脹速度逐漸減緩；某些理論則預測膨脹到一定程度後，反而會開始逐漸收縮，縮到最後便發生和大霹靂相反的大崩塌事件，所有事情可能再度回歸混沌狀態。
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