Vědci se pokoušejí pochopit, co je podstatou vesmíru, jak vznikl a co jej čeká v budoucnosti, a proto někdy vytvářejí neobvyklé hypotézy a modely, jako je například teorie Big Bounce.
Začal vesmír výbuchem, odrazem nebo něčím jiným? Otázka našeho původu je jedním z nejodpornějších problémů fyziky, jen s několika odpověďmi a spoustou spekulací. Nejpopulárnější a obecně přijímanou teorií současnosti je kosmická inflace, podle které v prvních několika zlomcích sekundy po Velkém třesku prošel celý časoprostor obdobím neuvěřitelně rychlé expanze. Existují však i jiné konkurenční nápady. Například podle cyklického modelu vesmíru našemu časoprostoru předcházel jiný, který přežil období Velké komprese a poté znovu explodoval - můžeme jej pozorovat dnes. Kromě toho existuje teorie Big Bounce, která vyplývá z cyklického vzorce.
Inflační model má mnoho fanoušků, protože rychlá expanze, kterou postuluje, vysvětluje mnoho vlastností vesmíru, například to, proč se zdá být relativně plochý (spíše než zakřivený, když mluvíme o velkých měřítcích) a jednotný ve všech směrech (všude ve vesmíru, ve všech směry hmoty jsou přibližně stejné). Obě podmínky se vyvíjejí, když se oblasti vesmíru, které jsou daleko od sebe, původně nacházely velmi blízko. Zdá se však, že nejnovější verze teorie naznačují - nebo dokonce požadují -, aby inflace vytvořila nejen náš vesmír, ale nekonečnou krajinu vesmírů, na níž byly vytvořeny všechny možné typy vesmírů se všemi soubory fyzikálních zákonů a vlastností. Někteří vědci mají rádi tento předpoklad,protože to může vysvětlit existenci našeho vesmíru se zdánlivě náhodnými, ale ideálně upravenými podmínkami pro existenci života. Pokud na takové krajině existují všechny představitelné a nepředstavitelné typy prostoru, není divu, že náš je mezi nimi. Současně ostatní fyzici považují myšlenku multivesmíru za odpudivou, zčásti proto, že pokud teorie předpovídá výskyt všech možných událostí, nebude jednoznačně předpovídat náš vesmír.pokud teorie předpovídá výskyt všech možných událostí, nebude jednoznačně předpovídat náš vesmír.pokud teorie předpovídá výskyt všech možných událostí, nebude jednoznačně předpovídat náš vesmír.
Teorie Big Rebound také předpovídají plochý a rovnoměrně vyplněný prostor kvůli vyhlazovacím efektům, které mohou nastat, když se smršťují. Kámen úrazu myšlenky odskočení však byl dlouho považován za přechod od kontrakce k expanzi, což vyžaduje nenáviděnou myšlenku „singularity“- doby, kdy byl vesmír bodem nekonečné hustoty - což mnozí považují za matematicky bezvýznamný předpoklad, což naznačuje, že vlak teorie vystoupil kolejnice. V poslední době začali fyzici tvrdit, že našli rovnice odrazu, které neobsahují singularity. V roce 2016 Neil Turok a Steffen Giehlen zveřejnili své výpočty v Physical Review Letters. Poté Turok komentoval tuto práci takto:
"Zjistili jsme, že dokážeme přesně popsat kvantový vývoj vesmíru, a zjistili jsme, že vesmír plynule přechází singularitou na druhou stranu." Doufali jsme v to, ale dříve jsme takové výsledky nedosáhli “.
Big Bounce Animation / Quanta Magazine.
Mnoho lidí tedy považuje rok 2016 za zrod Velkého odskočení, ačkoli samotný koncept sahá až k dílům takových vědců, jako jsou zejména Willem de Sitter a Georgy Gamow. Průlom ve vývoji teorie přišel se dvěma technikami používanými Turokem a Ghilenem. Prvním bylo použít dosud neúplnou teorii kvantové kosmologie - směs kvantové mechaniky a obecné relativity - namísto popisu vesmíru klasickou obecnou teorií. Druhá technika naznačovala, že když byl vesmír velmi mladý, hmota se chovala jako světlo - v tom smyslu, že zákony fyziky, které jej popisují, byly nezávislé na měřítku. Například světlo působí stejným způsobem bez ohledu na svou vlnovou délku. Fyzika hmoty se však obvykle liší v závislosti na dotyčných stupnicích. Podle moderních modelůAsi prvních 50 tisíc let byl vesmír naplněn zářením a dnes ve vesmíru nebylo všude pozorováno mnoho obyčejné hmoty. Nedávné modely Velkého odskočeného vesmíru naznačují, že v počátečních fázích byl bez měřítka.
Turok a Ghilen zjistili, že zmenšující se vesmír za takových podmínek nikdy nepřijde do stavu skutečné singularity. Ve skutečnosti „tuneluje“tímto bodem, „skáče“ze stavu před ním do stavu po něm. I když se to na první pohled může zdát jako trik, jde o osvědčený jev v kvantové mechanice (kvantové tunelování). Vzhledem k tomu, že částice neexistují v absolutních stavech, ale spíše jsou to mraky pravděpodobnosti, existuje malá, ale skutečná možnost, že se „tunely“fyzickými překážkami dostanou na nepřístupná místa. Je to jako procházet zdmi, jen na mikroskopické úrovni. Turk poznamenává, že nepřesnosti v prostoru, čase a hmotě naznačují, že je nemožné přesně říci, kde se vesmír v určitém okamžiku nachází,což mu umožňuje projít singularitou.
Propagační video:
V roce 2016 však Paul Steinhardt a Anna Ijas pracovali na jiném způsobu, jak matematicky demonstrovat možnost odrazu. Do modelu vesmíru zavedli speciální druh pole, ve kterém může komprese jít do expanze, než bude prostor dostatečně malý na to, aby se dostal do stavu singularity. Ve svém výzkumu použili klasickou teorii obecné relativity. Jinými slovy, touto prací ukázali, že odskok je možný nejen z hlediska kvantové mechaniky, ale také z hlediska teorie relativity.
Stejně jako další hypotézy o vzniku a vývoji vesmíru se i teorie Big Bounce snaží odhalit, proč je vesmír přesně takový, jaký jej pozorujeme. Modely vytvořené fyziky představují pouze idealizované, naprosto hladké vesmíry, ve kterých nedochází k malým výkyvům hustoty, které vedou ke vzniku hvězd, galaxií a skutečného vesmíru. Vědci tedy ještě musí vyvinout modely Big Bounce pro složitější systémy.
Pokud se vesmír již jednou „odrazil“, vyvstává logická otázka: stane se to znovu? Ať je to jakkoli, ne všechny teorie odrazu předpokládají, že cyklus kontrakcí a expanzí bude nekonečný, jak tvrdí cyklický model vesmíru. Například, i když náš Vesmír prošel takovým odskokem, ještě nenaznačuje, že jde k další kompresi. Pozorování navíc ukazují, že temná energie stále více táhne prostor a odnáší galaxie, které nejsou navzájem gravitačně vázány, dále a dále od sebe. Věda nemá jednoznačnou odpověď na otázku, co nás v budoucnu čeká. To však přímo souvisí s tím, jak to všechno začalo.
Vladimir Guillen