Wielkie Odbicie zamiast Wielkiego Wybuchu

Podstawą kwantowej teorii Wielkiego Odbicia jest założenie, że gdy gęstość materii dąży do nieskończoności, zmienia się zachowanie piany kwantowej. Wszystkie tak zwane fundamentalne stałe fizyczne, w tym prędkość światła w próżni, przestają być stałe w przedziale 10-43 sekundy przed i po Wielkim Odbiciu. To ostatnie w modelu Wszechświata, w którym Wielki Wybuch miał miejsce niejeden raz, jest zjawiskiem powtarzalnym. Wszechświat pulsuje, powstaje w Wielkim Wybuchu, następnie rozszerza się, kurczy i zapada w Wielkim Kolapsie na powrót do osobliwości, aby po raz kolejny powstać w kolejnym Wielkim Wybuchu. Jeśli informacja znika, to nie da się określić, ile razy to się powtórzyło i kiedy miało swój początek (jeśli w ogóle).

Jednak poza problemem "znikania" informacji teoria Wielkiego Odbicia zmaga się też z drugą zasadą termodynamiki. Zgodnie z nią entropia nie będzie maleć mimo kurczenia się Wszechświata, więc każdy kolejny wszechświat będzie mniej uporządkowany. A to oznacza, że i tak wraca zagadnienie stanu początkowego maksymalnego uporządkowania i jego pochodzenia.

W krótkim momencie gwałtownej ekspansji, wybuch energii tworzący Wszechświat, którego doświadczamy, doprowadził do nadmuchania kosmosu jak balonu. Ekspansja wyprostowała każdą większą krzywiznę, prowadząc do geometrii, którą teraz opisujemy jako płaską. Materia również została dokładnie wymieszana, tak że teraz kosmos wydaje się w dużej mierze jednorodny. Tu i ówdzie kępy cząstek utworzyły galaktyki i gwiazdy, ale są to tylko drobne plamki na nieskazitelnie czystym płótnie kosmicznym.

Mamy dziś teorie, którą podręczniki nazywają inflacją, która pasuje do wszystkich dotychczasowych obserwacji i jest preferowana przez większość kosmologów. Ma ona jednak konsekwencje, przez niektórych uważane za niepokojące. Główna polega na tym, że zdaniem teoretyków w większości rejonów czasoprzestrzeni gwałtowna ekspansja (inflacja) nigdy by się nie zatrzymała. W konsekwencji inflacja nie może powstrzymać się od stworzenia multiwszechświata i powstawania kolejnych wszechświatów, z których jeden to nasz.

"Inflacja nie działa tak, jak miała działać", orzekł Paul Steinhardt, jeden z twórców koncepcji inflacji, który stał się potem jednym z najbardziej znanych jej krytyków. Szukając lepszej od inflacji alternatywy w ostatnich latach Steinhardt i inni ożywili ideę cyklicznego wszechświata, która nie jest w gruncie rzeczy nowością. Mają nadzieję lepiej objaśnić w ten sposób Wszechświat, który widzimy, płaski i gładki, bez tego wszystkiego, co niosła za sobą gwałtowna inflacja.

Mechanizm ten może być opisywany na różne sposoby, językiem fizyki grawitacji, mechaniki kwantowej lub teorii strun. W książce „Nieskończony wszechświat: Poza teorię wielkiego wybuchu” Steinhardt pisze m.in. o wyobrażeniu znanej nam czasoprzestrzeni jako struny czy brany, która łączy się z inną bramą w niedostrzegalnych dla nas wymiarach. Działanie ogromnej siły może spowodować ich gwałtowne odbicie a następnie utratę impetu odbicia, i tak cyklicznie, struny mogą drgać i oscylować, formując kolejne wszechświaty, być może nawet wiecznie.

Jednak trudno oprzeć się wrażeniu, że wciąż pozostaje problem, skąd się wzięła energia, która, jeśli nawet nie uwzględniamy strat po drodze, chociażby początkowo poruszyła struny. Być może to wrażenie jest dla fizyków teoretyków dyletanckie. Ale tłumaczenie tego przez samo zachowanie się piany kwantowej pozostawia jednak rodzaj niedosytu. 

Mirosław Usidus