L'universo potrebbe essere nato solo come risultato del Big Bang, poiché tutti gli scenari alternativi per la sua formazione portano all'immediato collasso dell'universo neonato e alla sua distruzione, secondo un articolo pubblicato sulla rivista Physical Review D.
“Tutte queste teorie sono state sviluppate per spiegare l'originale struttura“liscia”dell'Universo al momento della sua nascita e“brancolare”le condizioni primarie della sua formazione. Abbiamo dimostrato che, in effetti, generano l'immagine opposta: generano potenti disturbi che alla fine portano al collasso dell'intero sistema , scrive Jean-Luc Lehners dell'Istituto di fisica gravitazionale di Potsdam (Germania) e dei suoi colleghi.
La maggior parte dei cosmologi crede che l'Universo sia nato da una singolarità, che ha iniziato ad espandersi rapidamente nei primi istanti dopo il Big Bang. Un altro gruppo di astrofisici ritiene che la nascita del nostro Universo sia stata preceduta dalla morte del suo “progenitore”, avvenuta probabilmente durante il cosiddetto “Big Rip”.
Il problema principale di queste teorie è che sono incompatibili con la teoria della relatività: nel momento in cui l'Universo era un punto adimensionale, avrebbe dovuto avere una densità di energia infinita e una curvatura dello spazio, e al suo interno sarebbero dovute apparire potenti fluttuazioni quantistiche, il che è impossibile dal punto visione del frutto di Einstein.
Per risolvere questo problema, gli scienziati hanno sviluppato negli ultimi 30 anni diverse teorie alternative in cui l'universo nasce in condizioni diverse e meno estreme. Ad esempio, Stephen Hawking e James Hartle 30 anni fa suggerirono che l'Universo fosse un punto non solo nello spazio, ma anche nel tempo, e prima della sua nascita, il tempo, nella nostra comprensione della parola, semplicemente non esisteva. Quando il tempo è apparso, lo spazio era già relativamente "piatto" e omogeneo in modo che potesse sorgere un Universo "normale" con leggi "classiche" della fisica.
A sua volta, il fisico sovietico-americano Alexander Vilenkin crede che il nostro Universo sia una sorta di "bolla" di falso vuoto all'interno del multi-Universo gigante eterno e in continua espansione, dove tali bolle sorgono costantemente come risultato delle fluttuazioni quantistiche del vuoto, letteralmente nato dal nulla.
Entrambe queste teorie ci permettono di aggirare la questione dell '"inizio del tempo" e l'incompatibilità delle condizioni del Big Bang con la fisica di Einstein, ma allo stesso tempo sollevano una nuova domanda: tali opzioni per l'espansione dell'Universo sono in grado di generarlo nella forma in cui ora esiste?
Come mostrano i calcoli di Leners e dei suoi colleghi, infatti, tali scenari per la nascita dell'Universo non possono funzionare in linea di principio. Nella maggior parte dei casi, non portano alla nascita di un Universo "piatto" e calmo come il nostro, ma alla comparsa di potenti disturbi nella sua struttura, che renderanno instabili tali Universi "alternativi". Inoltre, la probabilità della nascita di un universo così instabile è molto più alta rispetto alle sue controparti stabili, il che mette in dubbio le idee di Hawking e Vilenkin.
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Di conseguenza, il Big Bang non può essere evitato: gli scienziati, come concludono Lehners ei suoi colleghi, dovranno trovare un modo per conciliare la meccanica quantistica e la teoria della relatività, nonché capire come le fluttuazioni quantistiche siano state soppresse a densità di materia e curvatura dello spazio-tempo estremamente elevate.
