Da bi razumeli, kakšna je narava vesolja, kako je nastalo in kaj ga čaka v prihodnosti, znanstveniki včasih gradijo nenavadne hipoteze in modele, kot je na primer teorija Big Bounce.
Ali se je vesolje začelo z eksplozijo, z odbojem ali s čim drugim? Vprašanje našega izvora je eden najtežjih problemov v fiziki, saj ima le nekaj odgovorov in veliko ugibanj. Danes je najbolj priljubljena in splošno sprejeta teorija kozmična inflacija, po kateri je ves prvih nekaj delcev sekunde po velikem poku ves vesoljski čas prešel v obdobje neverjetno hitre širitve. Vendar obstajajo tudi druge konkurenčne ideje. Na primer, po cikličnem modelu vesolja je pred našim prostorsko-časovnim časom obstajal drugi, ki je preživel obdobje velike stiskanja in nato spet eksplodiral - lahko ga opazujemo danes. Poleg tega obstaja teorija Big Bounce, ki izhaja iz cikličnega vzorca.
Inflacijski model ima veliko oboževalcev, saj hitra širitev, ki jo postavlja, pojasnjuje številne lastnosti vesolja, na primer, zakaj je videti razmeroma ravno (in ne ukrivljeno, če govorimo o velikih merilih) in enotno v vseh smereh (povsod v vesolju, v vseh smeri snovi so približno enake). Oba pogoja se razvijeta, ko so bila območja vesolja, ki so daleč drug od drugega, sprva zelo blizu. Vendar najnovejše različice teorije kažejo - ali celo zahtevajo -, da inflacija ni ustvarila samo našega vesolja, temveč neskončno pokrajino vesolj, na kateri so nastale vse možne vrste vesolj z vsemi sklopi fizikalnih zakonov in lastnosti. Nekaterim znanstvenikom je všeč ta predpostavka,saj lahko razloži obstoj našega vesolja z na videz naključnimi, a idealno prilagojenimi pogoji za obstoj življenja. Če so na takšni pokrajini vse predstavljive in nepredstavljive vrste prostora, potem ni presenetljivo, da je med njimi tudi naš. Hkrati drugi fiziki menijo, da je ideja multiverzuma odbojna, deloma tudi zato, ker če teorija napove pojav vseh možnih dogodkov, ne bo enolično napovedala našega vesolja.če teorija napove pojav vseh možnih dogodkov, ne bo enolično napovedala našega vesolja.če teorija napove pojav vseh možnih dogodkov, ne bo enolično napovedala našega vesolja.
Teorije velikega odboja prav tako napovedujejo ravno in enakomerno napolnjen prostor zaradi gladilnih učinkov, ki se lahko pojavijo, ko se skrči. Vendar pa je kamen spotike ideje o odboju že dolgo veljal za prehod iz kontrakcije v ekspanzijo, ki zahteva osovraženo idejo "singularnosti" - časa, ko je bilo vesolje točka neskončne gostote -, za katero mnogi menijo, da je matematično nesmiselna predpostavka, ki kaže, da je teoretični vlak sestopil tirnice. V zadnjem času so fiziki začeli trditi, da so našli odbojne enačbe, ki ne vsebujejo posebnosti. Leta 2016 sta Neil Turok in Steffen Giehlen objavila svoje izračune v Physical Review Letters. Potem je Turok to delo komentiral takole:
»Ugotovili smo, da lahko natančno opišemo kvantni razvoj vesolja, in ugotovili smo, da vesolje gladko prehaja skozi singularnost na drugo stran. Upali smo na to, vendar prej nismo dobili takšnih rezultatov «.
Animacija velikega odboja / revija Quanta.
Mnogi torej menijo, da je leto 2016 rojstvo velikega odboja, čeprav se sam koncept vrača k delom takšnih znanstvenikov, kot sta zlasti Willem de Sitter in Georgy Gamow. Preboj v razvoj teorije je prišel z dvema tehnikama, ki sta jih uporabljala Turok in Ghilen. Prva je bila uporaba še vedno nepopolne teorije kvantne kozmologije - mešanice kvantne mehanike in splošne relativnosti - namesto opisa vesolja s klasično splošno teorijo. Druga tehnika je predvidevala, da se je snov, ko je bil zelo mlad, obnašala kot svetloba - v smislu, da so zakoni fizike, ki jo opisujejo, neodvisni od obsega. Na primer, svetloba deluje enako ne glede na svojo valovno dolžino. Vendar se fizika snovi običajno razlikuje glede na zadevne lestvice. Po sodobnih modelihPribližno prvih 50 tisoč let je bilo vesolje napolnjeno s sevanjem in danes v vesolju ni bilo opaziti veliko običajne snovi. Najnovejši modeli Velikega odboja vesolja kažejo, da je bil v zgodnjih fazah brez obsega.
Turok in Ghilen sta ugotovila, da krčenje vesolja v takšnih pogojih nikoli ne bi prišlo v stanje dejanske singularnosti. Pravzaprav se skozi to točko "tuneli" in iz države pred njo "skoči" v državo po njej. Čeprav se to sprva zdi trik, je v kvantni mehaniki (kvantno tuneliranje) dokazan pojav. Ker delci ne obstajajo v absolutnih stanjih, ampak gre verjetno za oblake verjetnosti, obstaja majhna, a resnična možnost, da se skozi fizične ovire prebijejo do nedostopnih krajev. Kot bi hodil skozi stene, le na mikroskopski ravni. Turk ugotavlja, da netočnosti v prostoru, času in snovi kažejo, da je nemogoče natančno reči, kje je vesolje v določenem trenutku,ki mu omogoča prehod skozi singularnost.
Promocijski video:
Vendar pa sta leta 2016 Paul Steinhardt in Anna Ijas na drug način matematično dokazala možnost odboja. V model vesolja so vnesli posebno vrsto polja, pri katerem se stiskanje lahko razširi, preden prostor postane dovolj majhen, da preide v stanje singularnosti. Pri svojih raziskavah so uporabili klasično teorijo splošne relativnosti. Z drugimi besedami, s tem delom so pokazali, da je odboj mogoč ne samo z vidika kvantne mehanike, temveč tudi z vidika teorije relativnosti.
Tako kot druge hipoteze o nastanku in evoluciji vesolja tudi teorija velikega odboja razkriva, zakaj je vesolje točno takšno, kot ga opazujemo. Modeli, ki so jih zgradili fiziki, predstavljajo le idealizirana, popolnoma gladka vesolja, v katerih ni majhnih nihanj gostote, ki vodijo do nastanka zvezd, galaksij in realnega prostora. Znanstveniki še niso razvili modelov Big Bounce v bolj zapletene sisteme.
Če je Vesolje že enkrat "odskočilo", se pojavi logično vprašanje: se bo ponovilo? Kakor koli že, vse teorije odboja ne predvidevajo, da bo cikel krčenja in širitev neskončen, kot trdi ciklični model vesolja. Na primer, tudi če je naše vesolje šlo skozi takšen preboj, še ni namigovanja, da gre na naslednjo stiskanje. Poleg tega opazovanja kažejo, da temna energija čedalje bolj razteza vesolje in odnaša galaksije, ki niso gravitacijsko vezane ena na drugo, vse dlje in dlje. Znanost nima enoznačnega odgovora na vprašanje, kaj nas čaka v prihodnosti. Vendar je neposredno povezano s tem, kako se je vse začelo.
Vladimir Guillen