宇宙はビッグバンから始まったと聞いたことがあります—それは巨大な爆発であり、それが存在するように導きました。
しかし、ビッグバンが始まりではなかったらどうなるでしょうか？ それ自身の星と銀河を持つ宇宙の以前のバージョンがあったかもしれませんか？ 宇宙は、おそらく、それ自身の生き物によって移入され、彼ら自身が彼らの宇宙の前に何が来たのか疑問に思っていますか？
あるいは、無限の数の宇宙があり、無限に分岐してますます多くの宇宙を創造するのかもしれませんか？ もしそうなら、宇宙の配列全体がどのようにして生まれたのかを尋ねるのは理にかなっていますか？
そのような質問に答えようとすると、科学者たちは物理法則の限界にぶつかります。 既存の理論は、その初期の瞬間から宇宙の進化を説明することができます—ビッグバンの後の秒のほんの一部から—しかし、前に来たものの問題は、科学のすべての中で最も厄介なものの一つとなっています。
“私は何時間も何時間もそれについて戦うセミナーに行ってきました”とトロント大学の物理学者で宇宙学者であるRenée Hloček氏は述べています。
ビッグバン-またはビッグバウンス？
物理学者は、見ることができるものを議論するときに最も自信を持っています—そして、私たちの望遠鏡で見える最も古いものは宇宙マイクロ波の背景 ビッグバンの「エコー」の一種であるCMBは、電波望遠鏡で測定してマッピングすることができる全天の輝きです。 それはビッグバンの380,000年後になって来ました。 その前に、私たちは宇宙がどのようなものであったかを見ることができません。
“私は私が見ることができる限り遡って調べることができます”とHločekは言います。 “そして、CMBの前に、宇宙は不透明です。”
しかし、天文学者が見ることができるものに制限がある場合、理論家が想像できるものに制限はありません。 最大の理論物理学者の一人、オックスフォード大学のロジャー-ペンローズは、時間の経過とともに進化する宇宙のシーケンスのアイデアを提案しています。 私たちのビッグバンは、彼が主張している、ちょうど”バウンス”であったかもしれない—以前の、崩壊する宇宙から私たちが今日自分自身を見つける拡大する宇宙への移行。
ペンローズは、電波望遠鏡のデータを慎重に分析することによって明らかにすることができるCMBの物語の刻印の形で、これらの以前の宇宙の証拠が存在するかもしれないと主張し、昨年秋に彼の議論をさらに取り上げたときにスプラッシュを作った。
他の物理学者は懐疑論に反応した（ペンローズが同様の主張をした2010年に行ったように）。 ブリティッシュコロンビア大学の物理学者ダグラス-スコットは、”明らかに、マイクロ波の空にある特定のパターンが、宇宙が一連のサイクルを経たという証拠であることを誰かが示すことができれば、それは見事にエキサイティングになるだろう”とPhysics Worldに語った。 “しかし、紙はそれを行うのは非常に不足しています。”
ペンローズは、ビッグバンが究極の時間の始まりではなかった、または私たちが私たちの周りに見るよりも宇宙に多くのものがあると主張した最初の人ではありません。 2001年、プリンストン大学のPaul Steinhardtとオンタリオ州ウォータールーのPerimeter InstituteのNeil Turokは、宇宙の「循環モデル」を発表した。 このモデルは、物質が小さな粒子ではなく小さな振動する弦であると主張する弦理論のバージョンであるM理論と呼ばれるものから派生しています。 サイクリックモデルでは、私たちの宇宙は、”バルク”として知られる高次元の領域に互いに並んで存在する多くの宇宙の一つに過ぎません。”（あなたが三次元以上のものを描くことができない場合は心配しないでください—誰もがどちらか、することはできません。)
SteinhardtとTurokが記述するモデルでは、宇宙は周期的に互いに衝突し、それぞれの衝突は新しいビッグバンのように作用する。 標準的なビッグバンモデルは創造の瞬間を特徴としていますが、ペンローズのモデルと同様に、Steinhardtが言うように、私たちは「永遠に作られ、作り直された宇宙」に住んでいることを示唆しています。
インフレ、多元宇宙、後方時間
SteinhardtとTurokが正しければ、宇宙は私たちが現在の宇宙と考えるものをはるかに超えて時間的に広がっています。 他の理論家は、それが宇宙で同様に拡張されていることを示唆しています—私たちは”多元宇宙”に住んでいること、私たちは非常に広大な現実のほんの一部である宇宙の配列です（Steinhardtはこの考えに批判的ですが）。 いずれの場合も、ビッグバンはほぼ確実に究極の始まりではありませんでした。
同様の議論は、単に”インフレ”として知られている理論から来ており、これは1980年代初頭にさかのぼります。 その中心的な考え方は、現在広く物理学者によって受け入れられている、宇宙は第二の最初の小さな部分で劇的に成長したということです—おそらく
何がインフレを引き起こしたのか誰も知らない。 しかし、スタンフォード大学のAndrei Lindeを含む一部の物理学者は、それを引き起こしたものは何でも一度だけでなく何度も起こった可能性があり、多数の宇宙 この”永遠のインフレ”理論が正しければ、宇宙は沸騰した水の鍋の中の泡のような新しい宇宙を連続的に発芽させています。
同様に心曲げ理論は、2013年にイギリスの物理学者Julian Barbour、ニューブランズウィック大学のTim Koslowski、Perimeter InstituteのFlavio Mercatiによって提案されました。 三人の科学者は、彼らが長時間にわたって重力に応答してどのように移動するかを見て、粒子の単純なコレクションのコンピュータシミュレーションを実行しました（それぞれの大理石が他のすべての大理石に引き付けられて、千の大理石と他には何も含まれていない宇宙を描いてください）。 彼らのコンピュータモデルは、私たちが私たちの周りに見る拡大する宇宙のようなものを正しく記述しましたが、時間が反対方向に流れる一種の鏡 （彼らは二つの顔のローマの神の後、分割線を”ヤヌス点”と呼んでいます。)
“理論が正しければ、ビッグバンの反対側には、時間の経験の方向が私たちのものと反対の別の宇宙があります”とBarbourは2016年にQuartzに語りました。
質問も意味がありますか？
もう一つの可能性—おそらく様々な跳ね返る宇宙や多元宇宙の理論によって提供されるものよりも世俗的なもの—は、時間自体がビッグバンの瞬間に始 その場合、「前」はまったくありません。
2018年に亡くなったStephen Hawkingは、彼の1988年のベストセラー『A Brief History of Time』でそのような議論をした（そして、Hawkingの死のずっと前にNeil deGrasse Tysonとのビデオインタビューで再び ホーキングは、「ビッグバンの前に」何かが存在していたかもしれないという考えを、「南極の南」という考えと比較している。”その点から南には何もありません—地球の表面はちょうど終わります。 想像するのは難しいですが、おそらくビッグバンの前には時間がありませんでした。
予想通り、物理学者はこれらのアイデアのどれが真剣に取られるに値するかについて議論し続けています。 私たちの宇宙をいくつかの以前の宇宙の産物として説明することは魅力的に聞こえますが、その宇宙が存在する原因は何ですか？
“あなたが跳ねる宇宙論を持っているなら、それは永遠に跳ねていますか？ もしそうなら、どのようにバウンスが始まったのですか？”と尋ねた。 これらの提案は、大胆ではありますが、「あなたが質問をすることができないと言っているホーキングよりも、必ずしも満足できるものではありません。”
結局、宇宙はビッグバンの中で信頼できる起源の物語を持っています—しかし、前に来たもののための説得力のあるスクリプトはありません”タイムゼロ。”代わりに、我々はすべての非常に投機的な、競合する理論のsmorgasbordを持っています。
「時々、正直に言うべきだと思うんだ」とフロシェクは言う、「その質問に答えようとするのは私の人生の仕事だが、私にはわからない。'”
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