Πώς το Σύμπαν επανήλθε

Οι άνθρωποι ανέκαθεν είχαν δύο βασικές θεωρίες για την προέλευση του σύμπαντος. «Σε ένα από αυτά, το σύμπαν αναδύεται σε μια μοναδική στιγμή δημιουργίας (όπως στην κοσμογονία των Εβραίων-Χριστιανών και της Βραζιλίας Carajás),» σημείωσαν οι κοσμολόγοι Mario Novello και Santiago Perez-Bergliaffa το 2008. Στην άλλη, «το σύμπαν είναι αιώνια, που αποτελείται από μια άπειρη σειρά κύκλων (όπως στις κοσμογονίες των Βαβυλωνίων και των Αιγυπτίων). Η διαίρεση στη σύγχρονη κοσμολογία «κάπως παραλληλίζεται με αυτή των κοσμογονικών μύθων», έγραψαν οι Novello και Perez-Bergliaffa.

Τις τελευταίες δεκαετίες, δεν φαινόταν πολύς διαγωνισμός. Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, τυπικό υλικό εγχειριδίων και τηλεοπτικών εκπομπών, απολαμβάνει ισχυρής υποστήριξης μεταξύ των σημερινών κοσμολόγων. Η αντίπαλη εικόνα του αιώνιου σύμπαντος είχε το προβάδισμα πριν από έναν αιώνα, αλλά έχασε έδαφος καθώς οι αστρονόμοι παρατήρησαν ότι ο κόσμος διαστέλλεται και ότι ήταν μικρός και απλός πριν από περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια. Στην πιο δημοφιλή μοντέρνα εκδοχή της θεωρίας, η Μεγάλη Έκρηξη ξεκίνησε με ένα επεισόδιο που ονομάζεται «κοσμικός πληθωρισμός» - μια έκρηξη εκθετικής επέκτασης κατά την οποία ένα απειροελάχιστο κομμάτι χωροχρόνου έπεσε σε ένα λείο, επίπεδο, μακροσκοπικό σύμπαν, το οποίο επεκτάθηκε περισσότερο απαλά στη συνέχεια.

Με ένα μόνο αρχικό συστατικό (το «πεδίο φουσκώματος»), τα πληθωριστικά μοντέλα αναπαράγουν πολλά ευρεία χαρακτηριστικά του σύμπαντος σήμερα. Αλλά ως ιστορία προέλευσης, ο πληθωρισμός λείπει. εγείρει ερωτήματα σχετικά με το τι προηγήθηκε και από πού προήλθε αυτό το αρχικό, γεμάτο με φούσκωμα κηλίδα. Απτόητοι, πολλοί θεωρητικοί πιστεύουν ότι το πεδίο inflaton πρέπει να ταιριάζει φυσικά σε μια πληρέστερη, αν και ακόμα άγνωστη, θεωρία της προέλευσης του χρόνου.

Αλλά τα τελευταία χρόνια, ένας αυξανόμενος αριθμός κοσμολόγων επανεξέτασε προσεκτικά την εναλλακτική. Λένε ότι η Μεγάλη Έκρηξη μπορεί να ήταν μια μεγάλη αναπήδηση. Μερικοί κοσμολόγοι προτιμούν μια εικόνα στην οποία το σύμπαν διαστέλλεται και συστέλλεται κυκλικά σαν πνεύμονας, αναπηδώντας κάθε φορά που συρρικνώνεται σε ένα ορισμένο μέγεθος, ενώ άλλοι προτείνουν ότι το σύμπαν αναπήδησε μόνο μία φορά - ότι συστέλλονταν, πριν από την αναπήδηση, από το άπειρο παρελθόν, και ότι θα επεκταθεί για πάντα μετά. Σε κάθε μοντέλο, ο χρόνος συνεχίζεται στο παρελθόν και στο μέλλον χωρίς τέλος.

Με τη σύγχρονη επιστήμη, υπάρχει ελπίδα να διευθετηθεί αυτή η αρχαία συζήτηση. Στα επόμενα χρόνια, τα τηλεσκόπια θα μπορούσαν να βρουν οριστικά στοιχεία για τον κοσμικό πληθωρισμό. Κατά τη διάρκεια της αρχέγονης έκρηξης ανάπτυξης - αν συνέβαινε - οι κβαντικοί κυματισμοί στο ύφασμα του χωροχρόνου θα είχαν τεντωθεί και αργότερα θα είχαν αποτυπωθεί ως λεπτοί στροβιλισμοί στην πόλωση του αρχαίου φωτός που ονομάζεται κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων. Τα τρέχοντα και μελλοντικά πειράματα τηλεσκοπίων αναζητούν αυτούς τους στροβίλους. Εάν δεν φανούν τις επόμενες δύο δεκαετίες, αυτό δεν θα διαψεύσει εντελώς τον πληθωρισμό (οι ενδεικτικοί στροβιλισμοί θα μπορούσαν απλώς να είναι πολύ αμυδρά για να γίνουν αντιληπτοί), αλλά θα ενισχύσει την υπόθεση της κοσμολογίας αναπήδησης, η οποία δεν προβλέπει μοτίβο στροβιλισμού.

Ήδη, πολλές ομάδες σημειώνουν πρόοδο ταυτόχρονα. Το πιο σημαντικό είναι ότι τον τελευταίο χρόνο, οι φυσικοί έχουν βρει δύο νέους τρόπους με τους οποίους θα μπορούσαν να συμβούν αναπηδήσεις. Ένα από τα μοντέλα, που περιγράφεται σε ένα άρθρο που θα εμφανιστεί στο Journal of Cosmology and Astroparticle Physics , προέρχεται από την Anna Ijjas του Πανεπιστημίου Κολούμπια, επεκτείνοντας παλαιότερη δουλειά με τον πρώην σύμβουλό της, τον καθηγητή του Πρίνστον και υψηλού προφίλ κοσμολόγο αναπήδησης Paul Steinhardt. Περιέργως, η άλλη νέα λύση αναπήδησης, που έγινε αποδεκτή για δημοσίευση στο Physical Review D , προτάθηκε από τους Peter Graham, David Kaplan και Surjeet Rajendran, μια γνωστή τριάδα συνεργατών που επικεντρώνονται κυρίως σε ερωτήσεις σωματιδιακής φυσικής και δεν έχουν προηγούμενη σχέση με την κοινότητα της κοσμολογίας αναπήδησης. Πρόκειται για μια αξιοσημείωτη εξέλιξη σε έναν τομέα που είναι ιδιαίτερα πολωμένος στην ερώτηση "bank vs. bounce".

Το ερώτημα απέκτησε νέα σημασία το 2001, όταν ο Steinhardt και τρεις άλλοι κοσμολόγοι υποστήριξαν ότι μια περίοδος αργής συστολής στην ιστορία του σύμπαντος θα μπορούσε να εξηγήσει την εξαιρετική ομαλότητα και επιπεδότητα του, όπως φαίνεται σήμερα, ακόμη και μετά από αναπήδηση - χωρίς να χρειάζεται περίοδος του πληθωρισμού.

Η άψογη απλότητα του σύμπαντος, το γεγονός ότι καμία περιοχή του ουρανού δεν περιέχει σημαντικά περισσότερη ύλη από οποιαδήποτε άλλη και ότι το διάστημα είναι εκπληκτικά επίπεδο όσο τα τηλεσκόπια μπορούν να δουν, είναι ένα μυστήριο. Για να ταιριάξουν με την τρέχουσα ομοιομορφία του, οι ειδικοί συμπεραίνουν ότι ο Κόσμος, όταν είχε διάμετρο ένα εκατοστό, πρέπει να είχε την ίδια πυκνότητα παντού έως ένα μέρος στις 100.000. Αλλά καθώς μεγάλωσε από ένα ακόμη μικρότερο μέγεθος, η ύλη και η ενέργεια θα έπρεπε να είχαν συγκεντρωθεί αμέσως μαζί και να παραμορφώσουν τον χωροχρόνο. Γιατί τα τηλεσκόπια μας δεν βλέπουν ένα σύμπαν που ναυάγησε η βαρύτητα;

«Ο πληθωρισμός υποκινήθηκε από την ιδέα ότι ήταν τρελό να υποθέσουμε ότι το σύμπαν βγήκε τόσο ομαλό και όχι καμπυλωτό», είπε ο κοσμολόγος Neil Turok, διευθυντής του Ινστιτούτου Perimeter για Θεωρητική Φυσική στο Waterloo του Οντάριο και συν-συγγραφέας του η εργασία του 2001 για την κοσμική συστολή με τους Steinhardt, Justin Khoury και Burt Ovrut. Στο σενάριο του πληθωρισμού, η περιοχή μεγέθους εκατοστών προκύπτει από την εκθετική επέκταση μιας πολύ μικρότερης περιοχής - μια αρχική κουκκίδα που δεν έχει διάμετρο περισσότερο από ένα τρισεκατομμυριοστό του τρισεκατομμυρίου του εκατοστού. Εφόσον αυτός ο κόκκος ήταν εμποτισμένος με ένα πεδίο φουσκώματος που ήταν ομαλό και επίπεδο, που σημαίνει ότι η ενεργειακή του συγκέντρωση δεν κυμαινόταν στο χρόνο ή στο χώρο, ο κόκκος θα είχε διογκωθεί σε ένα τεράστιο, ομαλό σύμπαν όπως το δικό μας. Ο Raman Sundrum, ένας θεωρητικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, είπε ότι αυτό που εκτιμά για τον πληθωρισμό είναι ότι «έχει ενσωματωμένο ένα είδος ανοχής σε σφάλματα». Εάν, κατά τη διάρκεια αυτής της εκρηκτικής φάσης ανάπτυξης, υπήρχε συσσώρευση ενέργειας που λύγισε τον χωροχρόνο σε ένα συγκεκριμένο μέρος, η συγκέντρωση θα είχε διογκωθεί γρήγορα. "Κάνετε μικρές αλλαγές σε σχέση με αυτό που βλέπετε στα δεδομένα και βλέπετε την επιστροφή στη συμπεριφορά που προτείνουν τα δεδομένα", είπε ο Sundrum.

Ωστόσο, από πού ακριβώς προήλθε αυτός ο απειροελάχιστος κόκκος και γιατί αρχικά βγήκε τόσο ομαλή και επίπεδη, κανείς δεν ξέρει. Οι θεωρητικοί έχουν βρει πολλούς πιθανούς τρόπους για να ενσωματώσουν το πεδίο inflaton στη θεωρία χορδών, υποψήφια για την υποκείμενη κβαντική θεωρία της βαρύτητας. Μέχρι στιγμής, δεν υπάρχουν στοιχεία υπέρ ή κατά αυτών των ιδεών.

Ο κοσμικός πληθωρισμός έχει επίσης μια αμφιλεγόμενη συνέπεια. Η θεωρία — η οποία πρωτοστάτησε στη δεκαετία του 1980 από τους Alan Guth, Andrei Linde, Aleksei Starobinsky και (από όλους τους ανθρώπους) Steinhardt, οδηγεί σχεδόν αυτόματα στην υπόθεση ότι το σύμπαν μας είναι μια τυχαία φυσαλίδα σε μια άπειρη, αφρισμένη θάλασσα πολλαπλών συστάσεων. Μόλις ξεκινήσει ο πληθωρισμός, οι υπολογισμοί δείχνουν ότι συνεχίζει για πάντα, σταματώντας μόνο σε τοπικούς θύλακες που στη συνέχεια ανθίζουν σε σύμπαντα με φούσκες όπως το δικό μας. Η πιθανότητα ενός αιώνια διογκούμενου πολυσύμπαντος υποδηλώνει ότι η συγκεκριμένη φούσκα μας μπορεί να μην είναι ποτέ πλήρως κατανοητή με τους δικούς της όρους, αφού όλα όσα μπορεί να συμβούν σε ένα πολυσύμπαν συμβαίνουν άπειρες φορές. Το θέμα προκαλεί διαφωνία σε επίπεδο εντέρου μεταξύ των ειδικών. Πολλοί έχουν συμφιλιωθεί με την ιδέα ότι το σύμπαν μας θα μπορούσε να είναι μόνο ένα από τα πολλά. Ο Steinhardt αποκαλεί το πολυσύμπαν "hogwash".

Αυτό το συναίσθημα παρακίνησε εν μέρει το πρόσωπο του ίδιου και άλλων ερευνητών στις αναπηδήσεις. «Τα μοντέλα που αναπηδούν δεν έχουν περίοδο πληθωρισμού», είπε ο Turok. Αντίθετα, προσθέτουν μια περίοδο συστολής πριν από μια μεγάλη αναπήδηση για να εξηγήσουν το ομοιόμορφο σύμπαν μας. «Ακριβώς όπως το αέριο στο δωμάτιο στο οποίο κάθεστε είναι εντελώς ομοιόμορφο επειδή τα μόρια του αέρα χτυπούν γύρω και ισορροπούν», είπε, «αν το σύμπαν ήταν αρκετά μεγάλο και συστέλλεται αργά, αυτό δίνει άφθονο χρόνο στο σύμπαν να εξομαλύνεται."

Αν και τα πρώτα μοντέλα συστολικού σύμπαντος ήταν περίπλοκα και ελαττωματικά, πολλοί ερευνητές πείστηκαν για τη βασική ιδέα ότι η αργή συστολή μπορεί να εξηγήσει πολλά χαρακτηριστικά του διαστελλόμενου σύμπαντος μας. «Τότε το bottleneck έγινε κυριολεκτικά το bottleneck – η ίδια η αναπήδηση», είπε ο Steinhardt. Όπως το έθεσε ο Ijjas, «Η αναπήδηση ήταν το επίδειξη για αυτά τα σενάρια. Οι άνθρωποι θα συμφωνούσαν ότι είναι πολύ ενδιαφέρον αν μπορείτε να κάνετε μια φάση συστολής, αλλά όχι αν δεν μπορείτε να φτάσετε σε μια φάση επέκτασης."

Η αναπήδηση δεν είναι εύκολη. Στη δεκαετία του 1960, οι Βρετανοί φυσικοί Ρότζερ Πένροουζ και Στίβεν Χόκινγκ απέδειξαν ένα σύνολο αποκαλούμενων «θεωρημάτων ιδιομορφίας» που έδειχναν ότι, υπό πολύ γενικές συνθήκες, η συσταλτική ύλη και η ενέργεια αναπόφευκτα θα συρρικνωθούν σε ένα αμέτρητα πυκνό σημείο που ονομάζεται ιδιομορφία. Αυτά τα θεωρήματα καθιστούν δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς ένα συσταλτικό σύμπαν στο οποίο ο χωροχρόνος, η ύλη και η ενέργεια σπεύδουν προς τα μέσα, θα μπορούσε ενδεχομένως να αποφύγει την κατάρρευση σε μια ιδιομορφία - ένα σημείο όπου η κλασική θεωρία της βαρύτητας και του χωροχρόνου του Άλμπερτ Αϊνστάιν σπάει κάτω και η άγνωστη θεωρία της κβαντικής βαρύτητας κυβερνά. Γιατί ένα σύμπαν που συστέλλεται να μην έχει την ίδια μοίρα με ένα τεράστιο αστέρι, το οποίο πεθαίνει συρρικνώνοντας στο μοναδικό κέντρο μιας μαύρης τρύπας;

Και τα δύο πρόσφατα προτεινόμενα μοντέλα αναπήδησης εκμεταλλεύονται τα κενά στα θεωρήματα της μοναδικότητας - αυτά που, για πολλά χρόνια, φαινόταν σαν αδιέξοδα. Οι κοσμολόγοι της αναπήδησης έχουν από καιρό αναγνωρίσει ότι οι αναπηδήσεις θα μπορούσαν να είναι δυνατές εάν το σύμπαν περιείχε μια ουσία με αρνητική ενέργεια (ή άλλες πηγές αρνητικής πίεσης), η οποία θα εξουδετερώσει τη βαρύτητα και ουσιαστικά θα έδιωχνε τα πάντα. Προσπαθούσαν να εκμεταλλευτούν αυτό το κενό από τις αρχές της δεκαετίας του 2000, αλλά πάντα διαπίστωναν ότι η προσθήκη συστατικών αρνητικής ενέργειας έκανε τα μοντέλα τους για το σύμπαν ασταθή, επειδή οι κβαντικές διακυμάνσεις θετικής και αρνητικής ενέργειας θα μπορούσαν να προκύψουν αυθόρμητα μαζί, ανεξέλεγκτα, από το κενό μηδενικής ενέργειας του χώρου. Το 2016, ο Ρώσος κοσμολόγος Valery Rubakov και οι συνεργάτες του απέδειξαν ακόμη και ένα θεώρημα "no-go" που φαινόταν να αποκλείει μια τεράστια κατηγορία μηχανισμών αναπήδησης με το σκεπτικό ότι προκάλεσαν αυτές τις λεγόμενες αστάθειες "φαντάσματα".

Τότε ο Ijjas βρήκε έναν μηχανισμό αναπήδησης που αποφεύγει το θεώρημα της απαγόρευσης. Το βασικό συστατικό στο μοντέλο της είναι μια απλή οντότητα που ονομάζεται «κλιμακωτό πεδίο», το οποίο, σύμφωνα με την ιδέα, θα είχε αρχίσει να εργάζεται καθώς το σύμπαν συστέλλεται και η ενέργεια συγκεντρώνεται σε μεγάλο βαθμό. Το βαθμωτό πεδίο θα είχε πλεγμένο στο βαρυτικό πεδίο με τρόπο που άσκησε αρνητική πίεση στο σύμπαν, αντιστρέφοντας τη συστολή και απομακρύνοντας τον χωροχρόνο —χωρίς να αποσταθεροποιήσει τα πάντα. Η εργασία του Ijjas «είναι ουσιαστικά η καλύτερη προσπάθεια για να απαλλαγούμε από όλες τις πιθανές αστάθειες και να δημιουργήσουμε ένα πραγματικά σταθερό μοντέλο με αυτόν τον ειδικό τύπο ύλης», δήλωσε ο Jean-Luc Lehners, θεωρητικός κοσμολόγος στο Ινστιτούτο Max Planck για τη Βαρυτική Φυσική στη Γερμανία. έχει επίσης εργαστεί σε προτάσεις αναπήδησης.

Αυτό που είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον για τα δύο νέα μοντέλα αναπήδησης είναι ότι είναι «μη μοναδικά», που σημαίνει ότι το σύμπαν που συστέλλεται αναπηδά και αρχίζει να διαστέλλεται ξανά πριν συρρικνωθεί σε ένα σημείο. Αυτές οι αναπηδήσεις μπορούν επομένως να περιγραφούν πλήρως από τους κλασικούς νόμους της βαρύτητας, χωρίς να απαιτούνται εικασίες σχετικά με την κβαντική φύση της βαρύτητας.

Ο Graham, ο Kaplan και ο Rajendran, από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, αντίστοιχα, ανέφεραν τη μη μοναδική ιδέα αναπήδησης στον επιστημονικό ιστότοπο προεκτύπωσης arxiv.org τον Σεπτέμβριο του 2017. Βρήκαν τον δρόμο τους αφού αναρωτήθηκαν εάν μια προηγούμενη φάση συστολής στην ιστορία του σύμπαντος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει την τιμή της κοσμολογικής σταθεράς - έναν μυστηριωδώς μικροσκοπικό αριθμό που καθορίζει την ποσότητα της σκοτεινής ενέργειας που εγχέεται στον χωροχρονικό ιστό, ενέργεια που οδηγεί την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαν.

Κατά την επεξεργασία του πιο δύσκολου μέρους - της αναπήδησης - το τρίο εκμεταλλεύτηκε ένα δεύτερο, σε μεγάλο βαθμό ξεχασμένο κενό στα θεωρήματα της μοναδικότητας. Πήραν έμπνευση από ένα χαρακτηριστικά παράξενο μοντέλο του σύμπαντος που πρότεινε ο λογικός Kurt Gödel το 1949, όταν αυτός και ο Αϊνστάιν ήταν σύντροφοι και συνάδελφοί του στο Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών στο Πρίνστον του Νιου Τζέρσεϊ. Ο Gödel χρησιμοποίησε τους νόμους της γενικής σχετικότητας για να κατασκευάσει τη θεωρία ενός περιστρεφόμενου σύμπαντος, του οποίου η περιστροφή το εμποδίζει να καταρρεύσει βαρυτικά με τον ίδιο τρόπο που η τροχιά της Γης το εμποδίζει να πέσει στον ήλιο. Στον Γκέντελ άρεσε ιδιαίτερα το γεγονός ότι το περιστρεφόμενο σύμπαν του επέτρεπε «κλειστές χρονικές καμπύλες», ουσιαστικά βρόχους στο χρόνο, οι οποίοι έθεσαν όλα τα είδη των Γκεντελιανών γρίφων. Μέχρι την ημέρα του θανάτου του, περίμενε με ανυπομονησία στοιχεία ότι το σύμπαν πραγματικά περιστρέφεται με τον τρόπο του μοντέλου του. Οι ερευνητές γνωρίζουν τώρα ότι δεν είναι. Διαφορετικά, το σύμπαν θα παρουσίαζε ευθυγραμμίσεις και προτιμώμενες κατευθύνσεις. Αλλά ο Γκράχαμ και η παρέα αναρωτήθηκαν για τις μικρές, κουλουριασμένες χωρικές διαστάσεις που μπορεί να υπάρχουν στο διάστημα, όπως οι έξι επιπλέον διαστάσεις που υποθέτει η θεωρία χορδών. Θα μπορούσε ένα σύμπαν που συστέλλεται να περιστρέφεται προς αυτές τις κατευθύνσεις;

Φανταστείτε ότι υπάρχει μόνο μία από αυτές τις κουλουριασμένες επιπλέον διαστάσεις, ένας μικροσκοπικός κύκλος που βρίσκεται σε κάθε σημείο του διαστήματος. Όπως το έθεσε ο Γκράχαμ, «Σε κάθε σημείο του διαστήματος υπάρχει μια επιπλέον κατεύθυνση στην οποία μπορείτε να πάτε, μια τέταρτη χωρική κατεύθυνση, αλλά μπορείτε να διανύσετε μόνο μια μικρή απόσταση και μετά επιστρέφετε εκεί που ξεκινήσατε». Εάν υπάρχουν τουλάχιστον τρεις επιπλέον συμπαγείς διαστάσεις, τότε, καθώς το σύμπαν συστέλλεται, η ύλη και η ενέργεια μπορούν να αρχίσουν να περιστρέφονται μέσα τους και οι ίδιες οι διαστάσεις θα περιστρέφονται με την ύλη και την ενέργεια. Η δίνη στις επιπλέον διαστάσεις μπορεί να προκαλέσει ξαφνικά μια αναπήδηση. «Όλα αυτά τα πράγματα που θα είχαν τσακίσει σε μια ιδιομορφία, επειδή περιστρέφεται στις επιπλέον διαστάσεις, χάνει - κάπως σαν μια βαρυτική σφεντόνα», είπε ο Graham. "Όλα τα πράγματα θα έπρεπε να έχουν φτάσει σε ένα μόνο σημείο, αλλά αντ' αυτού χάνει και πετάει ξανά έξω."

Το έγγραφο έχει τραβήξει την προσοχή πέρα ​​από τον συνηθισμένο κύκλο των κοσμολόγων αναπήδησης. Ο Sean Carroll, ένας θεωρητικός φυσικός στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια, είναι δύσπιστος αλλά αποκάλεσε την ιδέα «πολύ έξυπνη». Είπε ότι είναι σημαντικό να αναπτυχθούν εναλλακτικές λύσεις στη συμβατική ιστορία του πληθωρισμού, έστω και μόνο για να δούμε πόσο καλύτερος φαίνεται ο πληθωρισμός - ειδικά όταν τηλεσκόπια επόμενης γενιάς κυκλοφορούν στις αρχές της δεκαετίας του 2020, αναζητώντας το ενδεικτικό μοτίβο στροβιλισμού στον ουρανό που προκαλείται από τον πληθωρισμό. «Αν και πιστεύω ότι ο πληθωρισμός έχει πολλές πιθανότητες να είναι σωστός, εύχομαι να υπήρχαν περισσότεροι ανταγωνιστές», είπε ο Carroll. Ο Sundrum, ο φυσικός του Μέριλαντ, ένιωθε παρόμοια. «Υπάρχουν κάποιες ερωτήσεις που θεωρώ τόσο σημαντικές που ακόμα κι αν έχετε μόνο 5 τοις εκατό πιθανότητες να πετύχετε, θα πρέπει να ρίξετε ό,τι έχετε και να τις δουλέψετε», είπε. "Και έτσι νιώθω για αυτό το χαρτί."

Καθώς ο Graham, ο Kaplan και ο Rajendran εξερευνούν την αναπήδησή τους και τις πιθανές πειραματικές υπογραφές του, το επόμενο βήμα για τον Ijjas και τον Steinhardt, που συνεργάζονται με τον Frans Pretorius από το Princeton, είναι να αναπτύξουν προσομοιώσεις υπολογιστή. (Η συνεργασία τους υποστηρίζεται από το Ίδρυμα Simons, το οποίο χρηματοδοτεί επίσης το Quanta Magazine .) Και οι δύο μηχανισμοί αναπήδησης πρέπει επίσης να ενσωματωθούν σε πιο πλήρη, σταθερά κοσμολογικά μοντέλα που θα περιγράφουν ολόκληρη την εξελικτική ιστορία του σύμπαντος.

Πέρα από αυτές τις μη μοναδικές λύσεις αναπήδησης, άλλοι ερευνητές εικάζουν για το τι είδους αναπήδηση μπορεί να συμβεί όταν ένα σύμπαν συστέλλεται μέχρι την ιδιομορφία - μια αναπήδηση ενορχηστρωμένη από τους άγνωστους κβαντικούς νόμους της βαρύτητας, που αντικαθιστούν τη συνήθη κατανόηση του χώρου και του χρόνου σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες. Στην προσεχή εργασία, ο Turok και οι συνεργάτες του σχεδιάζουν να προτείνουν ένα μοντέλο στο οποίο το σύμπαν επεκτείνεται συμμετρικά στο παρελθόν και το μέλλον μακριά από μια κεντρική, μοναδική αναπήδηση. Ο Turok υποστηρίζει ότι η ύπαρξη αυτού του σύμπαντος με δύο λοβούς ισοδυναμεί με την αυθόρμητη δημιουργία ζευγών ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, τα οποία συνεχώς αναδύονται μέσα και έξω από το κενό. «Ο Ρίτσαρντ Φάινμαν επεσήμανε ότι μπορείτε να δείτε το ποζιτρόνιο ως ένα ηλεκτρόνιο που πηγαίνει προς τα πίσω στο χρόνο», είπε. «Είναι δύο σωματίδια, αλλά είναι πραγματικά τα ίδια. σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή συγχωνεύονται και εκμηδενίζονται». Πρόσθεσε, «Η ιδέα είναι πολύ, πολύ βαθιά, και πιθανότατα η Μεγάλη Έκρηξη θα αποδειχθεί παρόμοια, όπου ένα σύμπαν και το αντισύμπαν του ανασύρθηκαν από το τίποτα, αν θέλετε, από την παρουσία της ύλης. .”

Μένει να δούμε αν αυτό το μοντέλο αναπήδησης σύμπαντος/αντι-σύμπαντος μπορεί να φιλοξενήσει όλες τις παρατηρήσεις του σύμπαντος, αλλά στον Τούροκ αρέσει το πόσο απλό είναι. Τα περισσότερα κοσμολογικά μοντέλα είναι πολύ περίπλοκα κατά την άποψή του. Το σύμπαν «φαίνεται εξαιρετικά τακτοποιημένο και συμμετρικό και απλό», είπε. "Αυτό είναι πολύ συναρπαστικό για τους θεωρητικούς, γιατί μας λέει ότι μπορεί να υπάρχει μια απλή —ακόμη και δύσκολο να ανακαλυφθεί— θεωρία που περιμένει να ανακαλυφθεί, η οποία μπορεί να εξηγήσει τα πιο παράδοξα χαρακτηριστικά του σύμπαντος."