Forsøger at forstå, hvad universets natur er, hvordan det stammer fra, og hvad der venter på det i fremtiden, konstruerer forskere undertiden usædvanlige hypoteser og modeller, som for eksempel Big Bounce-teorien.
Startede universet med en eksplosion eller med en hopp eller med noget andet? Spørgsmålet om vores oprindelse er et af de mest vanskelige problemer i fysikken med kun få svar og meget spekulation. Den mest populære og generelt accepterede teori i dag er kosmisk inflation, ifølge hvilken i de første par brøkdele af et sekund efter Big Bang gik al rumtid igennem en periode med utrolig hurtig ekspansion. Der er dog andre konkurrerende ideer. I henhold til den cykliske model af universet blev vores rumtid for eksempel forud for en anden, der overlevede den store kompressionsperiode og derefter eksploderede igen - vi kan observere det i dag. Derudover er der Big Bounce-teorien, der følger af det cykliske mønster.
Den inflationsmodel har mange fans, da den hurtige udvidelse, den postulerer, forklarer mange af universets egenskaber, såsom hvorfor det ser relativt fladt ud (snarere end buet når man taler om store skalaer) og ensartet i alle retninger (overalt i rummet, i alt retninger af stof er omtrent ens). Begge forhold udvikler sig, når rumområder, der er langt fra hinanden, oprindeligt var placeret meget tæt på. De nyeste versioner af teorien synes imidlertid at antyde - eller endda kræve - at inflation ikke kun har skabt vores univers, men et endeløst landskab af universer, hvorpå alle mulige typer universer med alle sæt fysiske love og egenskaber blev dannet. Nogle forskere kan lide denne antagelse,da det kan forklare eksistensen af vores univers med tilsyneladende tilfældige, men ideelt indstillede betingelser for eksistensen af liv. Hvis der på et sådant landskab er alle tænkelige og utænkelige typer rum, så er det ikke overraskende, at vores er blandt dem. Samtidig betragter andre fysikere ideen om et multiversum frastødende, dels fordi hvis en teori forudsiger forekomsten af alle mulige begivenheder, vil den ikke entydigt forudsige vores univers.hvis en teori forudsiger forekomsten af alle mulige begivenheder, vil den ikke entydigt forudsige vores univers.hvis en teori forudsiger forekomsten af alle mulige begivenheder, vil den ikke entydigt forudsige vores univers.
The Big Rebound teorier forudsiger også fladt og jævnt fyldt rum på grund af de udjævningseffekter, der kan opstå, når det trækker sig sammen. Imidlertid er anstødsstenen for rebound-ideen længe blevet betragtet som overgangen fra sammentrækning til ekspansion, hvilket kræver den hadede idé om "singularitet" - den tid, hvor universet var et punkt med uendelig tæthed - som mange betragter som en matematisk meningsløs antagelse, der indikerer, at teoritoget gik af skinner. For nylig er fysikere begyndt at hævde, at de har fundet rebound-ligninger, der ikke indeholder singulariteter. I 2016 offentliggjorde Neil Turok og Steffen Giehlen deres beregninger i Physical Review Letters. Derefter kommenterede Turok dette arbejde som følger:
”Vi fandt ud af, at vi nøjagtigt kunne beskrive universets kvanteudvikling, og vi fandt ud af, at universet glat overgik gennem singulariteten til den anden side. Vi havde håbet på det, men vi fik ikke sådanne resultater før”.
Stor bounce animation / Quanta Magazine.
Så mange betragter 2016 som fødslen af Big Rebound, selvom konceptet i sig selv går tilbage til værkerne fra sådanne forskere som især Willem de Sitter og Georgy Gamow. Gennembruddet i udviklingen af teorien kom med to teknikker, der blev brugt af Turok og Ghilen. Den første var at bruge den stadig ufuldstændige teori om kvantekosmologi - en blanding af kvantemekanik og generel relativitet - i stedet for at beskrive universet med klassisk generel teori. Den anden teknik foreslog, at når rummet var meget ungt, opførte stof sig som lys - i den forstand, at fysikens love, der beskriver det, var uafhængige af skalaen. For eksempel virker lys det samme uanset dets bølgelængde. Men materiens fysik varierer normalt afhængigt af de pågældende skalaer. Ifølge moderne modeller,I de første 50 tusind år var universet fyldt med stråling, og der var ikke meget almindeligt stof, der observeres overalt i rummet i dag. Nylige modeller af Big Rebound Universe indikerer, at det var skaleringsløst i sine tidlige stadier.
Turok og Ghilen fandt ud af, at et krympende univers under sådanne forhold aldrig ville gå i en tilstand af faktisk singularitet. Faktisk “tunneler” den gennem dette punkt og “hopper” fra staten før den til staten efter den. Selvom dette i starten kan virke som en gimmick, er det et bevist fænomen i kvantemekanik (kvantetunnel). Da partikler ikke findes i absolutte tilstande, men snarere er skyer af sandsynlighed, er der en lille, men reel mulighed for, at de "tunnel" gennem fysiske forhindringer for at nå ud af rækkevidde. Det er som at gå gennem vægge, kun på et mikroskopisk niveau. Turk bemærker, at unøjagtigheder i rum, tid og stof indikerer, at det er umuligt at sige nøjagtigt, hvor universet befinder sig i et bestemt øjeblik,hvilket gør det muligt at passere gennem singulariteten.
Salgsfremmende video:
Imidlertid arbejdede Paul Steinhardt og Anna Ijas i 2016 på en anden måde for matematisk at demonstrere muligheden for rebound. De introducerede en særlig form for felt i universets model, hvor kompression kan gå i ekspansion, før rummet bliver lille nok til at gå i en tilstand af enestående. I deres forskning brugte de den klassiske teori om generel relativitetsteori. Med andre ord viste de med dette arbejde, at et rebound ikke kun er muligt fra kvantemekanikens synspunkt, men også fra relativitetsteoriens synspunkt.
Ligesom andre hypoteser om universets oprindelse og udvikling forsøger Big Bounce-teorien at afsløre, hvorfor universet er nøjagtigt, som vi observerer det. Modeller bygget af fysikere repræsenterer kun idealiserede, absolut glatte universer, hvor der ikke er små udsving i densitet, der fører til dannelse af stjerner, galakser og det virkelige rum. Så forskere har endnu ikke udviklet Big Bounce-modellerne til mere komplekse systemer.
Hvis universet allerede har "sprunget" en gang, opstår der et logisk spørgsmål: vil det ske igen? Uanset hvad det er, antager ikke alle rebound-teorier, at kredsen af sammentrækninger og udvidelser vil være uendelig, som universets cykliske model hævder. For eksempel, selvom vores univers har gennemgået en sådan rebound, er der endnu ikke et antydning om, at det går til næste kompression. Desuden viser observationer, at mørk energi i stigende grad strækker sig i rummet og transporterer væk galakser, der ikke er gravitationelt bundet til hinanden, længere og længere fra hinanden. Videnskaben har ikke et entydigt svar på spørgsmålet om, hvad der venter os i fremtiden. Det er dog direkte relateret til, hvordan det hele startede.
Vladimir Guillen