Hva så gjorde finnes før Big Bang? Dette spørsmålet vil normalt høre hjemme i den dype filosofiske tankegangen; fysikkens lover har ingen rett til å undersøke utover Big Bang-barrieren. Vi har ingen erfaring, ingen observasjonsevne og ingen måte å reise tilbake gjennom det (vi kan ikke engang beregne det), så hvordan kan fysikere til og med begynne å tro at de kan svare på dette spørsmålet? Vel, en ny studie av Loop Quantum Gravity (LQG) utfordrer dette synet, kanskje der er en måte å se nærmere på ”universet” før Big Bang. Og konklusjonen? Big Bang var mer et "Big Bounce", og universet som hadde før sprett hadde den samme fysikken som universet vårt ... bare bakover ... Forvirret? jeg er…
LQG er en tøff teori å sette ord på, men den adresserer i utgangspunktet problemene knyttet til uforenlighetene bak kvanteteori og generell relativitet, to viktige teorier som kjennetegner universet vårt. Hvis disse to teoriene ikke er forenlige med hverandre, vil søket etter "Teorien om alt" hindres, og ikke tillates tyngdekraften til å slå seg sammen med "Grand Unified Theory" (f.eks. Den elektroniske kjernekraften). LQG kvantifiserer tyngdekraften, og gir dermed en mulig forklaring på tyngdekraften og en mulig nøkkel til å låse opp teorien om alt. Fra begynnelsen har LQG imidlertid mange kritikere ettersom det er lite direkte eller indirekte bevis som støtter teorien.
Se forrige Space Magazine-artikkel om Loop Quantum Gravity »
Uansett arbeides det mye med dette forskningsområdet. Den viktigste konsekvensen fra LQG er at den spår at Big Bang som skjedde for 13,7 milliarder år siden, faktisk var et "Big Bounce"; vårt univers er derfor produktet av et sammenslående univers før det store smellet. Det forrige universet (eller universet vårt "tvilling") trakk seg sammen til et enkelt punkt (som kan tolkes som en "Big Crunch") og deretter rebounded i et Big Bounce for å produsere Big Bang som vi har lært å akseptere som fødselen av universet slik vi kjenner det. Men til nå, selv om forhåndssprettuniverset er blitt spådd, kunne dets egenskaper ikke være kjent. Ingen informasjon om forhåndssprettuniverset kunne observeres i dagens univers, Big Bounce forårsaker en "kosmisk hukommelsestap" og ødelegger all informasjon fra det forrige universet.
Nå jobber fysikere Alejandro Corichi fra Universidad Nacional Autónoma de MÃ © xico og Parampreet Singh fra Perimeter Institute for Theoretical Physics i Ontario med en forenklet Loop Quantum Gravity (sLQG) teori hvor de tilnærmer verdien av "kvantebegrensningen", en nøkkelligning i LQG-teorien. Hva som skjer videre er litt overraskende. Ut fra deres beregninger ser det ut til at et univers, identisk med vårt eget, med identisk mekanikk, eksisterte før Big Bounce.
“... tvillinguniverset vil ha de samme fysikklovene, og spesielt den samme forestillingen om tid som i vår. Lovene om fysikk vil ikke endre seg fordi utviklingen alltid er enhetlig, noe som er den fineste måten et kvantesystem kan utvikle seg på. I vår analogi vil den se identisk ut med tvillingen når den sees langveisfra; man kunne ikke skille dem.” - Parampreet Singh
Vi snakker ikke om en alternativ dimensjon; vi snakker om et identisk univers med samme romtid og kvanteegenskaper som vårt eget. Hvis vi ser på universet vårt nå (13,7 milliarder år etter sprett), ville det være identisk med universet 13,7 milliarder år før det store sprett. Den eneste forskjellen i tidsretningen ville være motsatt. før sprett-universet ville bli reversert.
“I universet før sprett, vil alle generelle trekk være de samme. Den vil følge de samme dynamiske likningene, Einsteins ligninger når universet er stort. Modellen vår spår at dette skjer når universet blir i størrelsesorden 100 ganger større enn Planck-størrelsen. Videre vil sakens innhold være det samme, og det vil ha den samme utviklingen. Siden forhåndssprettuniverset trekker seg sammen, vil det se ut som om vi så på vårt bakover i tid.” - Parampreet Singh
Å analysere hva som skjedde før Big Bang er bare en del av historien. Ved å gjøre denne tilnærmingen av en viktig LQG-ligning, arbeider Singh og Corichi på modeller der galakser og andre fysiske strukturer etterlater seg et avtrykk i forhåndssprettuniverset for å påvirke universet etter sprett. Ville disse strukturene være fordelt på lignende måter? Vil strukturene i det ene universet være like eller identiske med strukturer i det andre universet? Det kan også være en mulighet til å se på fremtiden til dette universet og forutsi om forholdene stemmer for et nytt stort sprett (en gang kan forestille seg gjentatte sprett, og produsere en syklus med universer).
Foreløpig er denne forskningen svært teoretisk, og eventuelle observasjonsbevis vil forbli sparsomme for tiden. Selv om dette er tilfelle, begynner det å undersøke det store spørsmålet og kan skyve fysikken litt nærmere beskrivelsen av det som fantes før det store smellet…
Kilde: Physorg.com
