根據一項新的分析，關於宇宙在大爆炸之前的樣貌的細節可能將永遠對我們來說是未知的。愛因斯坦的引力理論，廣義相對論，描述了宇宙的演化，但在大爆炸那一刻失效，阻止了研究人員理解宇宙的起源。為了窺探面紗之後，一位研究人員應用了一種推測性的理論，該理論將宇宙視為畫素化的，由微小的原子狀的時空單元組成。他的發現表明，實驗將永遠不夠靈敏，無法完全重建大爆炸之前宇宙的狀態。
賓夕法尼亞州立大學帕克分校的理論物理學家馬丁·博約瓦爾德說：“如果情況是這樣，那麼我們就無法確定宇宙的精確起源。” “這將永遠是一個哲學上的設想。”
近一個世紀以來，研究人員已經知道星系正在彼此遠離，彷彿被爆炸向外噴射。根據廣義相對論，這種運動是由空間和時間的共同膨脹引起的，它們共同被稱為時空，時空拉動著星系。研究人員認為，如果倒放，可觀測宇宙中的所有物質和能量都會被擠壓成一個超熱、超高密度的狀態——大爆炸——發生在 137 億年前。不幸的是，廣義相對論在大爆炸時遇到了障礙，因為它允許物質和能量變得無限密集——一種被稱為奇點的數學難題。
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為了試圖進一步回溯時間，一些研究人員轉向了將引力與量子力學相結合的假設理論，量子力學告訴他們短距離（例如大爆炸時宇宙的大小）會發生什麼。在一種稱為圈量子引力的方法中，時空由微小的碎片組成，有點像泡沫。博約瓦爾德說，圈量子引力消除了大爆炸奇點，因為這些碎片只能容納有限的能量。因此，大爆炸被大反彈所取代，宇宙在前一個階段在其自身引力下坍縮，然後開始膨脹，創造了我們所知的宇宙。
博約瓦爾德使用該理論構建了一個高度簡化的宇宙模型，其中沒有星系或輻射。在這個模型中，量子力學導致宇宙的大小發生微小的波動。博約瓦爾德說，原則上，來自反彈之前的這種量子振動可能會延續下來並影響反彈之後的振動。
他在《自然·物理》雜誌線上發表的一篇論文中報告說，相反，他發現量子振動在膨脹的宇宙中只留下了微弱的印記——太微弱以至於無法探測到。“該模型仍然非常簡單，”博約瓦爾德說。然而，他說，如果這一結果成立，它可能會使其他試圖將我們的宇宙解釋為重複反彈結果的模型受到質疑。
加州大學聖巴巴拉分校的物理學家唐納德·馬羅夫說，如果在弦理論等其他量子引力模型中也出現這一發現，那麼這一發現將得到加強。他說：“在任何量子引力方法中，都沒有人能很好地控制這種物理現象，因此探索廣泛的模型和思想非常重要。”