A Nagyrobbanást általában az egész kezdeteként gondolják: Körülbelül 13,8 milliárd évvel ezelőtt a megfigyelhető világegyetem ment bumm és létezésévé vált.
De milyenek voltak a Big Bang előtt?
Rövid válasz: Nem tudjuk. Hosszú válasz: Sok minden lehetett volna, mindegyik saját maga alakult meg.
Kezdetben
Az első dolog, amit meg kell érteni, mi volt a Big Bang valójában.
"A Nagyrobbanás egy pillanatban az időben, nem egy térbeli pont." - mondta Sean Carroll, a kaliforniai Műszaki Intézet elméleti fizikusa, és a "A nagy kép: az élet, a jelentés és az univerzum eredete" szerzője. (Dutton, 2016).
Így lehetséges, hogy a Nagyrobbanás világegyeteme apró volt vagy végtelenül nagy - mondta Carroll, mert nincs mód arra, hogy időben visszatekintsünk a dolgokra, amelyeket még ma sem látunk. Csak annyit tudunk, hogy nagyon-nagyon sűrű volt és nagyon gyorsan kevésbé sűrű lett.
Következésképpen valójában nincs semmi az univerzumon kívül, mert az univerzum definíció szerint minden. Tehát a Nagyrobbanásnál minden sűrűbb és forróbb volt, mint jelenleg, de nem volt „kívül” több, mint ma. Olyan csábító, mintha isteni szerű nézet lenne, és képzelje el, hogy egy ürességben állhat, és közvetlenül a Nagyrobbanás elõtt megnézheti az összegyûjtött baba-univerzumot, ez lehetetlen - mondta Carroll. Az univerzum nem terjedt ki az űrbe; maga a tér kibővült.
"Nem számít, hol tartózkodik az univerzumban, ha 14 milliárd évvel visszavezetjük magunkat, akkor odajutunk erre a pontra, ahol rendkívül forró, sűrű és gyorsan bővült" - mondta.
Senki sem tudja pontosan, mi történt az univerzumban, amíg a nagy robbanás után 1 másodpercig nem történt, amikor az univerzum eléggé lehűlt ahhoz, hogy a protonok és a neutronok összeakadjanak és összetapadjanak. Sok tudós úgy gondolja, hogy az univerzum az első másodperc alatt inflációnak nevezett exponenciális expanziós folyamaton ment keresztül. Ez kiegyenlítette volna a tér-idő szövetét és megmagyarázhatja, hogy az anyag miért oly egyenletesen eloszlik a mai világegyetemben.
A bang előtt
Lehetséges, hogy a nagy robbanás előtt a világegyetem egy ultrahang, sűrű anyag végtelen szakasza volt, amely állandó állapotban maradt, amíg valamilyen okból a nagy robbanás meg nem történt. Ezt az extra sűrű világegyetemet kvantummechanika, a rendkívül kis léptékű fizika irányíthatja - mondta Carroll. A Big Bang akkor azt a pillanatot képviselte, amelyet a klasszikus fizika vette át az univerzum evolúciójának fő mozgatórugójaként.
Stephen Hawking számára ez a pillanat számít mindennek: Azt mondta, hogy a nagy robbanás előtt az események mérhetetlenek, és így meghatározhatatlanok. Hawking ezt a határok nélküli javaslatnak nevezte: Az idő és a tér, mondja, véges, de nincs határuk, kiindulási vagy végpontjuk, ugyanúgy, mint a Föld bolygó véges, de nincs széle.
"Mivel a Big Bang előtti eseményeknek nincsenek megfigyelő következményei, ki is vonhatjuk őket az elméletből, és azt mondhatjuk, hogy az idő a Big Bang-ban kezdődött." - mondta egy 2018-ban, a "StarTalk" National Geographic showban készített interjúban.
Vagy talán volt még valami más is a Big Bang előtt, ami érdemes elgondolkodni. Az egyik gondolat az, hogy a Nagyrobbanás nem az idő kezdete, hanem hogy a szimmetria pillanata volt. Ebben az ötletben, a Nagyrobbanás előtt, volt egy másik univerzum is, amely azonos ezzel, de az entrópia a múlt felé növekszik, nem pedig a jövő felé.
Carroll szerint az egyre növekvő entrópia vagy a rendszer rendellenessége lényegében az idő nyílja, tehát ebben a tükör-univerzumban az idő ellentétes lenne az idővel a modern univerzumban, és univerzumunk a múltban lenne. Ennek az elméletnek a támogatói azt is sugallják, hogy a világegyetem más tulajdonságai is felbukkannak ebben a tükör-univerzumban. Például, David Sloan fizikus írt az Oxfordi Egyetem Tudományos Blogjában, hogy a molekulák és ionok aszimmetriái (úgynevezett királisságok) ellentétes irányúak lennének, mint azok, amelyek univerzumunkban vannak.
Egy kapcsolódó elmélet szerint a Nagyrobbanás nem minden kezdete, inkább egy pillanat az időben, amikor az univerzum az összehúzódás és a terjeszkedés időszakára vált. Ez a "Big Bounce" fogalom azt sugallja, hogy végtelen Big Bangs is lehet, ahogy az univerzum bővül, összehúzódik és újra bővül. Carroll szerint ezeknek az ötleteknek a problémája az, hogy nincs magyarázat arra, hogy miért vagy hogyan egyre bővülő univerzum összehúzódna és visszatérjen alacsony entrópiájú állapotba.
Carrollnak és kollégájának, Jennifer Chen-nek megvan a saját Big Bang előtti elképzelése. 2004-ben a fizikusok azt sugallták, hogy talán a világegyetem, amint azt tudjuk, egy szülő univerzum leszármazottja, ahonnan egy kicsit megtörtént a tér-idő.
Olyan ez, mint egy radioaktív mag lebomlásában - mondta Carroll: Amikor egy atom lebomlik, kilök az alfa- vagy béta-részecskéből. A szülő univerzum ugyanazt tehetné, kivéve a részecskék helyett, hogy talán végtelenül kiengedi a kisbaba univerzumokat. "Csak egy kvantumingadozás engedi megtörténni" - mondta Carroll. Ezek a csecsemő univerzumok "szó szerint párhuzamos univerzumok" - mondta Carroll, és nem lépnek kölcsönhatásba, vagy befolyásolják egymást.
Ha ez mind meglehetősen meglepően hangzik, az az, mert a tudósoknak még nincs módja visszatérni még a Nagyrobbanás pillanatához sem, még kevésbé, ami előtte történt. Van még feltárási lehetőség - mondta Carroll. A gravitációs hullámok 2015-ben észlelt erőteljes galaktikus ütközések révén lehetősége nyílik arra, hogy ezeket a hullámokat felhasználhassák az univerzumok kibővítésével kapcsolatos alapvető rejtélyek megoldására az első kritikus másodpercben.
Az elméleti fizikusoknak is dolgozni kell - mondta Carroll -, mint például pontosabb előrejelzéseket készíteni arról, hogy a kvantumerők, például a kvantitatív gravitáció hogyan működhetnek.
"Még csak nem is tudjuk, mit keresünk - mondta Carroll -, amíg nincs elméletünk."
