I mer än ett årtusende har vetenskapsmän, teologer och nyfikna sinnen diskuterat en djupgående fråga:vad, om något, fanns före Big Bang? Enligt den rådande Big Bang-modellen komprimerades hela universum för ungefär 13,7 miljarder år sedan till en singularitet – en punkt mindre än en subatomär partikel (se 11, 11, , . ). Men det som låg utanför det första ögonblicket förblir en gräns för modern fysik.
Redan före tillkomsten av samtida kosmologi brottades tänkare med denna fråga. På 300-talet utforskade den helige Augustinus begreppet en tid före Guds skapelse, och drog slutsatsen att "i begynnelsen" var universum och tiden samskapade (se universitetet ,8"> ). Einsteins allmänna relativitetsteori från 1915 antydde att tiden själv uppstod med det expanderande universum, vilket ledde till att den belgiske kosmologen Georges Lemaître föreslog hypotesen om "uratom" 1927, som senare utvecklades till Big Bang-teorin (se Soter &Tyson, 2000 ). Samspelet mellan gravitation och tid fortsätter att driva frågor om vad, om någon, föregick singulariteten.
Vissa moderna kosmologer antyder att vårt universum kan vara ett "barn" av ett äldre kosmos, en hypotes som hittar potentiella ledtrådar i den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) – det svaga efterskenet från Big Bang som fångats av uppdrag som Planck (se NASA) 2010 ). Nya högupplösta CMB-kartor avslöjar subtila anisotropier, vilket får forskare som AdrienneErickcek från Caltech att föreslå att vi kan bevittna avtrycket av ett föräldrauniversum (se ).
CMB upptäcktes 1965 och ställde initiala utmaningar för Big Bang-modellen, som togs upp av det inflationsparadigm som introducerades 1981. Inflationen förutspår en kort, supersnabb expansion som jämnar ut täthetsfluktuationer; Den observerade ojämna temperaturfördelningen i CMB tyder dock på att det kan finnas mer i historien (se NASA, 2010 ). Denna asymmetri underblåser multiversumhypotesen, där otaliga inflationsbubblor genererar distinkta universum – var och en en produkt av kaotisk inflation (se Jones, 2012 ).
Kaotisk inflation utvidgar idén om en enda uppblåsande bubbla till en oändlig sekvens av sådana bubblor, som var och en ger upphov till ett universum. Teorin hävdar att kvantfluktuationer i inflatonfältet genererar ett stokastiskt landskap av "fickuniversum", vilket potentiellt förklarar de observerade inhomogeniteterna i vår egen CMB (se 019 ).
Alternativa modeller fokuserar på tillkomsten av själva singulariteten. Till exempel har svarta hål - extrema gravitationskompressioner av materia - betraktats som "kosmiska skräpkomprimatorer" som kan skapa ett nytt universum. Konceptet med ett vitt hål, den hypotetiska tidsomvända motsvarigheten till ett svart hål som skjuter ut materia, har åberopats för att förklara hur vårt universum skulle kunna dyka upp ur ett svart hål i ett annat kosmos (se html" target="_blank>"> ). Denna uppfattning föreslår att varje svart hål i vårt universum skulle kunna hysa ett eget begynnande universum.
Historiska filosofiska traditioner, såsom medeltida indisk kosmologi, hade redan cykliska modeller för skapelse och förstörelse. Samtida fysik har återupplivat denna idé genom Big Bounce-ramverket, som ersätter det singulära ursprunget med en evig sekvens av expansioner och sammandragningar. I det här scenariot expanderar universum, når en maximal storlek och drar sedan ihop under gravitationen tills en kritisk densitet utlöser ett studs, vilket återställer cykeln (se Taylor, 2017 ). The Big Bounce kräver en mekanism för att avvärja den singularitet som förutspåtts av Penrose och Hawking – framför allt en negativ energitäthet som motverkar gravitation (se 201chover_blank>201ch, ).
Modern kosmologi är ett levande fält där allmän relativitet, kvantmekanik och strängteori korsas. Mörk energi – en osynlig komponent som utgör ~68 % av det observerbara universum – driver den accelererade expansionen vi observerar idag (se Wall, 2011 ). Likaså antyder strängteorin att fundamentala partiklar är endimensionella vibrationer snarare än punktliknande, vilket erbjuder en lovande väg för att förena gravitation med kvantfysik (se 006t ). Dessa ramverk tänjer tillsammans på gränserna för vad vi kan observera och förstå om kosmos.
När vi undersöker allt djupare in i universums förflutna – och förutser dess framtid – förblir frågorna kring Big Bangs föregångare i framkanten av den vetenskapliga forskningen. Varje ny observation förfinar våra modeller och håller sökandet efter kosmiskt ursprung vid liv.
