Το σύμπαν μπορεί να γεννήθηκε από ένα προηγούμενο χωρίς Μεγάλη Έκρηξη

Πώς δημιουργήθηκε ο κόσμος που μας περιβάλλει; Με τη Μεγάλη Έκρηξη, σύμφωνα με την καθιερωμένη θεωρία, δηλαδή με την απότομη διαστολή ενός «κοσμικού σπόρου» άπειρης πυκνότητας. Ωστόσο, δύο επιστήμονες υποστηρίζουν πως η παραπάνω περιγραφή δεν είναι η μοναδική που εξηγεί πειστικά την καταγωγή του σύμπαντος.

Ο κόσμος μας προέρχεται από ένα προηγούμενο σύμπαν, το οποίο κάποια στιγμή έπαψε να συστέλλεται, ξεκινώντας ξανά να επεκτείνεται;

Πιο συγκεκριμένα, οι δύο ερευνητές πιστεύουν πως, αντί για τη «γέννησή» του από το μηδέν, ο κόσμος μας προέρχεται από ένα προηγούμενο σύμπαν, το οποίο κάποια στιγμή έπαψε να συστέλλεται, ξεκινώντας ξανά να επεκτείνεται. Επομένως, αντί για τη Μεγάλη Έκρηξη, ορόσημο στη συμπαντική ιστορία ήταν η Μεγάλη Αναπήδηση (Big Bounce), η οποία μάλιστα θα μπορούσε να έχει επαναληφθεί και άλλες φορές στο παρελθόν.

Αν και η θεωρία της Μεγάλης Αναπήδησης έχει διατυπωθεί ήδη από τη δεκαετία του 1920, στην πορεία εγκαταλείφθηκε από τους περισσότερους φυσικούς. Ένας σημαντικός λόγος ήταν πως δεν είχε βρεθεί πώς θα ήταν δυνατόν το σύμπαν μεταβαίνει από τη συστολή στη διαστολή, και αντίστροφα, χωρίς να καταλήγει σε ένα σημείο άπειρης πυκνότητας.

Έτσι, αυτό που έκαναν ο Δρ Steffen Gielen από το Imperial College του Λονδίνου και ο Δρ Neil Turok από το Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής Perimeter στον Καναδά, ήταν να διατυπώσουν ένα μοντέλο το οποίο εξηγεί αυτές τις μεταβάσεις.

Έρευνες έχουν δείξει πως το πρώιμο σύμπαν συμπεριφερόταν με τον ίδιο τρόπο σε όλες τις κλίμακες, δηλαδή ότι οι φυσικοί νόμοι που ίσχυαν για ολόκληρο το σύμπαν περιέγραφαν επίσης και την ύλη – ακτινοβολία ακόμη και σε επίπεδα μικρότερα από τις διαστάσεις του ατόμου.

Στο σύγχρονο σύμπαν, η συμμετρία αυτή έχει «σπάσει», αφού ο μικρόκοσμος και ο μακρόκοσμος αποτελούν την «επικράτεια» διαφορετικών θεωριών. Για παράδειγμα, οι ιδιότητες των στοιχειωδών σωματιδίων περιγράφονται από την κβαντική φυσική, ενώ κοσμικές δομές όπως οι γαλαξίες αποτελούν αντικείμενο της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας.

Με δεδομένο ότι το πρώιμο σύμπαν είχε απειροελάχιστες διαστάσεις, θα πρέπει να περιγραφόταν από την κβαντική φυσική. Έτσι, χρησιμοποιώντας την κβαντική φυσική, οι δύο επιστήμονες δημιούργησαν ένα μοντέλο για την εξέλιξή του.

Στο πλαίσιο αυτού του μοντέλου, το προηγούμενο σύμπαν θα μπορούσε όντως να σταματήσει να συστέλλεται, πριν συρρικνωθεί σε ένα σημείο άπειρης πυκνότητας. Αντίθετα, θα ήταν δυνατόν να μεταβεί σε μία φάση διαστολής, ώστε να προκύψει ο κόσμος που μας περιβάλλει.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η κβαντική μηχανική θα μπορούσε επομένως να «γλιτώσει» το σύμπαν από μία βίαιο αρχή όπως η Μεγάλη Έκρηξη, με τον ίδιο τρόπο που «γλιτώνει» τα άτομα από την καταστροφή, αποτρέποντας τη συγχώνευση των ηλεκτρονίων με τους πυρήνες.

Όπως αναφέρει ο Neil Turo «με μεγάλη έκπληξη διαπιστώσαμε πως θα μπορούσα να περιγράψουμε τις πρώτες στιγμές του σύμπαντος με την κβαντική μηχανική, κάνοντας ελάχιστες και εύλογες υποθέσεις για την ύλη που υπήρχε τότε. Με αυτές τις προϋποθέσεις, η Μεγάλη Έκρηξη ήταν στην πραγματικότητα μία Μεγάλη Αναπήδηση, όπου η συστολή έδωσε τη θέση της στη διαστολή».

Το επόμενο βήμα για τους δύο φυσικούς είναι να μελετήσουν με ποιον τρόπο το μοντέλο τους μπορεί να επεκταθεί για να εξηγήσει την προέλευση των ανομοιογενών στη δομή του σύμπαντος, από τις οποιες προέκυψαν δομές όπως οι γαλαξίες.