En ny modell av Stephen Hawking och Thomas Hertog säger att universum är mer enhetligt och enklare än forskare tidigare trott. Kredit:ESO/T. Preibisch, licensierad under CC BY 4.0
En teori utvecklad med avlidne professor Stephen Hawking om att universum är mer enkelt och enhetligt än nuvarande modeller tyder på var så chockerande att det fick sitta på ett tag innan det släpptes till världen, enligt medförfattare professor Thomas Hertog från KU Leuven i Belgien.
Han och prof. Hawking använde en oklar gren av matematik som kallas strängteori för att studera själva Big Bang. I en artikel publicerad den 2 maj, de föreslår att istället för att det finns oändliga universum, det finns faktiskt en ganska begränsad variation, som alla har samma fysikaliska lagar som våra egna.
Vilken fråga ställer du och den sena Stephen Hawking med denna teori?
"Vi försöker få en modell av Big Bang. Varför vill vi det? För att vi vill förstå vilken typ av universum som kan komma ur Big Bang, vilken typ av universum kan uppstå, och vad som är speciellt med vårt universum. "
Vad är nytt med modellen som föreslås i ditt papper?
"Den rådande teorin om Big Bang säger att det finns många Big Bangs, skapa många olika typer av universum – som folk kallade multiversum. Vi minskar den multiversen väldigt mycket. Vår nya teori om Big Bang gör vårt universum mer unikt igen. Så det är därför det är annorlunda. "
Får det oss närmare den eftertraktade "teorin om allt"-en mästarteori för att koppla samman alla fysiska aspekter av universum?
"Det är ett steg i ett mycket större program för att komma till en fullvärdig bild av Big Bang-baserade, i sista hand, kanske, på en teori om allt. "
Hur överensstämmer denna teori med uppfattningen om en initial singularitet - en enda punkt med oändlig densitet som innehöll all materia i universum - vid Big Bang?
"Med Einsteins relativitetsteori, du kan visa att universum hade en början, att den hade en Big Bang, men du kunde inte visa något om hur det hade börjat eftersom Big Bang var en singularitet. Vi introducerar nya tekniker från strängteorin för att kunna säga något om den början så vi går bortom Einsteins teori."
"Löst talat, man kan säga att detta är en teori om vad som tidigare var singularitet i Einsteins teori. Det är en teori som beskriver hur tiden kommer från något mer abstrakt och tidlöst. "
Vad fanns på andra sidan Big Bang?
"Absolut ingenting."
Thomas Hertog och Stephen Hawking tillbringade år på att samarbeta om en ny teori om Big Bang. Upphovsman:Stephen Hawking
Inget vi kan veta, eller inget som finns?
"Jag letade efter något i min teori och jag hittade ingenting. Det finns ingen annan sida eftersom vi använde tekniken från strängteori som kallas holografi, så allt som kan finnas före eller på andra sidan projiceras på ytan i början. Det finns bokstavligen ingenting.
"I alla mina ekvationer, den andra sidan - eller före Big Bang som du skulle säga - är helt enkelt inte där. Det finns ingen idé om tid. "
Finns det en kvarlevande gravitationell våg som ekar där ute från Big Bang som vi inte har upptäckt än?
"Universum uppstår med en kort explosion av inflation i vår teori och det kommer tillsammans med gravitationella vågor. Deras reliker, som du säger, bör lämna sitt avtryck på polarisationen av den kosmiska mikrovågsbakgrundstrålningen.
"Gravitationsvågor hade inte detekterats när vi påbörjade detta arbete. Med framtida teknik och satelliter kan vi hoppas att vi ser gravitationella vågor från Big Bang som är, från min synvinkel, en av de viktigaste observerbara vi kan använda för att testa teorin.
"Dessa gravitationsvågor från Big Bang är den heliga gralen inom gravitationsvågastronomins område. Och de svåraste att få."
Vad kan studera Big Bang berätta om världen idag?
"Vi studerar Big Bang för att få en djupare förståelse av vad vi ser, hur fysikens lagar uppstår, varför de är vad de är och om de är unika. Det är den grundläggande motivationen för vårt arbete.
"Alla dessa funktioner som kännetecknar världen idag, de har inte existerat för alltid, de (kristalliserades) efter Big Bang när universum expanderade och svalnade. Så det måste finnas en process, några fysiska förhållanden vid Big Bang som beskriver hur detta hände. "
Beskriv känslan du hade när du insåg att din observation förändrade den globala bilden av universum? Var det ett eureka -ögonblick?
"Med Stephen, Ja visst, vi öppnade en flaska. Ett eureka -ögonblick är uppenbarligen mycket speciellt och sällsynt. Den här hände för ett tag sedan. Resultatet blev, på ett sätt, så chockerande att vi satt på det ett tag och samlade mer bevis och tittade på problemet från olika vinklar innan vi bestämde oss för att gå vidare och fortsätta mot publicering."
Ditt arbete med holografisk kvantkosmologi finansieras för närvarande av EU:s Europeiska forskningsråd. Vad kommer härnäst?
"Liksom varje upptäckt (in) teoretisk vetenskap, å ena sidan är det en milstolpe, men å andra sidan, det väcker fler frågor än det svarar. Modellen vi föreslår måste utarbetas och förfinas, utvecklats vidare. Jag är nyfiken på att se vart detta tar oss . Vårt papper slutar med en gissning och det krävs mycket vidareutveckling, Jag tror, innan vi vet är det så här universum kom till. Så det finns mycket att göra. "