Prøver å forstå hva universets natur er, hvordan det oppsto og hva som venter på det i fremtiden, bygger forskere noen ganger uvanlige hypoteser og modeller, som for eksempel Big Bounce-teorien.
Startet universet med en eksplosjon, eller med en sprett, eller med noe annet? Spørsmålet om vår opprinnelse er et av de vanskeligste problemene i fysikk, med bare noen få svar og mye spekulasjoner. Den mest populære og allment aksepterte teorien i dag er kosmisk inflasjon, ifølge hvilken i løpet av de første brøkdelene av et sekund etter Big Bang, opplevde all romtid en periode med utrolig rask ekspansjon. Imidlertid er det andre konkurrerende ideer. For eksempel, i henhold til den sykliske modellen til universet, ble vår romtid forfulgt av en annen, som overlevde den store kompresjonsperioden og deretter eksploderte igjen - vi kan observere den i dag. I tillegg er det Big Bounce-teorien som følger av det sykliske mønsteret.
Inflasjonsmodellen har mange vifter, da den raske utvidelsen den postulerer forklarer mange av universets egenskaper, for eksempel hvorfor den virker relativt flat (snarere enn buet når man snakker om store skalaer) og ensartet i alle retninger (overalt i rommet, i det hele tatt retninger av materie er omtrent de samme). Begge forholdene utvikles når områder av rom som er langt fra hverandre i utgangspunktet var veldig nærme. De siste versjonene av teorien ser imidlertid ut til å antyde - eller til og med kreve - at inflasjon ikke bare har skapt vårt univers, men et endeløst landskap av universer, der alle mulige typer universer med alle sett med fysiske lover og egenskaper ble dannet. Noen forskere liker denne antagelsen,siden det kan forklare eksistensen av vårt univers med tilsynelatende tilfeldige, men ideelt innstilte forhold for livets eksistens. Hvis det i et slikt landskap er alle tenkelige og utenkelige typer rom, så er det ikke overraskende at vårt er blant dem. Samtidig anser andre fysikere ideen om et multiversum frastøtende, delvis fordi hvis en teori forutsier forekomsten av alle mulige hendelser, vil den ikke unikt forutsi vårt univers.hvis en teori forutsier forekomsten av alle mulige hendelser, vil den ikke unikt forutsi vårt univers.hvis en teori forutsier forekomsten av alle mulige hendelser, vil den ikke unikt forutsi vårt univers.
Big Rebound-teoriene forutsier også et flatt og jevnt fylt rom på grunn av utjevningseffektene som kan oppstå når den trekker seg sammen. Imidlertid har snublesteinen til rebound-ideen lenge vært ansett som overgangen fra sammentrekning til ekspansjon, noe som krever den hatede ideen om "singularitet" - den tiden da universet var et punkt med uendelig tetthet - som mange anser som en matematisk meningsløs antagelse, noe som indikerer at teoriets tog gikk av. skinner. Mer nylig har fysikere begynt å hevde at de har funnet rebound-ligninger som ikke inneholder singulariteter. I 2016 publiserte Neil Turok og Steffen Giehlen sine beregninger i Physical Review Letters. Så kommenterte Turok dette arbeidet som følger:
“Vi fant ut at vi kunne beskrive universets kvanteutvikling nøyaktig, og vi fant ut at universet jevnt overgikk gjennom singulariteten til den andre siden. Vi hadde håpet på det, men vi fikk ikke slike resultater før”.
Big Bounce Animation / Quanta Magazine.
Så mange anser 2016 for å være fødselen til Big Rebound, selv om konseptet i seg selv stammer fra verkene til slike forskere som, spesielt, Willem de Sitter og Georgy Gamow. Gjennombruddet i utviklingen av teorien kom med to teknikker som ble brukt av Turok og Ghilen. Den første var å bruke den fremdeles ufullstendige teorien om kvantekosmologi - en blanding av kvantemekanikk og generell relativitet - i stedet for å beskrive universet med den klassiske generelle teorien. Den andre teknikken antydet at når rommet var veldig ungt, oppførte materie seg som lys - i den forstand at fysikkens lover som beskriver det var uavhengig av skala. For eksempel virker lys på samme måte uavhengig av bølgelengde. Imidlertid er materiens fysikk vanligvis forskjellig avhengig av de aktuelle skalaene. I henhold til moderne modeller,I omtrent de første 50 tusen årene var universet fylt med stråling, og det var ikke mye vanlig materie som observeres overalt i rommet i dag. Nyere modeller av Big Rebound Universe indikerer at det var skaleringsløst i sine tidlige stadier.
Turok og Ghilen fant at et krympende univers under slike forhold aldri ville gå i en tilstand av faktisk singularitet. Faktisk "tunneler" den gjennom dette punktet, "hopper" fra staten før den til staten etter den. Selv om dette i utgangspunktet kan virke som en gimmick, er det et bevist fenomen i kvantemekanikk (kvantetunneling). Siden partikler ikke eksisterer i absolutte tilstander, men snarere er skyer av sannsynlighet, er det en liten, men reell mulighet for at de "tunneler" gjennom fysiske hindringer for å komme til utilgjengelige steder. Det er som å gå gjennom vegger, bare på et mikroskopisk nivå. Turk bemerker at unøyaktigheter i rom, tid og materie indikerer at det er umulig å si nøyaktig hvor universet er i et bestemt øyeblikk,som lar den passere gjennom singulariteten.
Kampanjevideo:
Imidlertid jobbet Paul Steinhardt og Anna Ijas i 2016 på en annen måte for å matematisk demonstrere muligheten for rebound. De introduserte en spesiell type felt i universets modell, der kompresjon kan gå i ekspansjon før rommet blir lite nok til å gå i en tilstand av singularitet. I sin forskning brukte de den klassiske teorien om generell relativitetsteori. Med andre ord, med dette arbeidet viste de at en rebound er mulig ikke bare fra kvantemekanikkens synspunkt, men også fra relativitetsteoriens synspunkt.
Som andre hypoteser om universets opprinnelse og evolusjon, prøver Big Bounce-teorien å avsløre hvorfor universet er akkurat slik vi observerer det. Modeller bygget av fysikere representerer bare idealiserte, absolutt glatte universer, der det ikke er små svingninger i tetthet som fører til dannelse av stjerner, galakser og ekte rom. Så forskere har ennå ikke utviklet Big Bounce-modeller til mer komplekse systemer.
Hvis universet allerede har "spratt" en gang, oppstår et logisk spørsmål: vil det skje igjen? Uansett antar ikke alle rebound-teorier at kretsløpet for sammentrekninger og utvidelser vil være uendelig, slik den sykliske modellen for universet hevder. For eksempel, selv om vårt univers har gått gjennom en slik rebound, er det ennå ikke et hint om at det går til neste komprimering. Videre viser observasjoner at mørk energi i økende grad strekker plass, og fører bort galakser som ikke er gravitasjonsbundet til hverandre, lenger og lenger fra hverandre. Vitenskapen har ikke noe bestemt svar på spørsmålet om hva som venter oss i fremtiden. Det er imidlertid direkte relatert til hvordan det hele startet.
Vladimir Guillen
