Pierwsze słowa Księgi Rodzaju stanowią deklaratywne stwierdzenie. “Bóg stworzył Niebo i Ziemię” i tak zaczyna się kosmiczna historia. Chociaż nie wszystkie mity o stworzeniu mają swój początek, większość tak. Ludzie są gawędziarzami, a my lubimy historie z początkiem. Ta potrzeba pochodzenia jest głęboko w nas i jest nawet częścią naszego naukowego światopoglądu. Jak często mówi się w nauce, skutki mają przyczyny. Ten proces przyczynowo-skutkowy jest potężnym narzędziem do zrozumienia otaczającego nas świata, ale nie jest pozbawiony problemów, zwłaszcza związanych z pochodzeniem Wszechświata.

W standardowym modelu kosmologii Wszechświat zaczyna się od Wielkiego Wybuchu. Początkowy, gorący, gęsty stan, z którego powstał nasz współczesny wszechświat. Technicznie oznacza to, że możemy prześledzić kosmiczną historię od Wielkiego Wybuchu . Ale jeśli skutki mają przyczyny, to co spowodowało wielki wybuch? Co istniało przed wszechświatem? Krótka odpowiedź brzmi: nie wiemy.

Dla niektórych pozostawia otwarte drzwi dla boskiego stwórcy. Wielka Dynia, która leży poza czasem i przestrzenią. Ale może to być również pytanie, co istniało przed wszechświatem, jest bezsensownym pytaniem, jak pytanie, co jest na północ od bieguna północnego . Chociaż skutki we wszechświecie mają przyczyny, wszechświat jako całość może ich nie mieć lub jej nie potrzebować. Ale ta odpowiedź nie jest zbyt satysfakcjonująca.

Istnieje jednak alternatywa. Jest znany jako cykliczny model wszechświata i argumentuje, że nasz obecny obserwowalny Wszechświat jest częścią serii wszechświatów. Nasz Wszechświat obecnie się rozszerza z powodu parametru Hubble’a, a jeśli ten parametr pozostanie stały, będzie się rozszerzał w nieskończoność. Ale jeśli parametr Hubble’a jest cykliczny, Wszechświat zacznie się kurczyć w pewnym momencie w przyszłości. Będzie się kurczyć, dopóki nie osiągnie nowego, gorącego, gęstego stanu. Nowy wielki wybuch dla nowego wszechświata.

Cykliczny Wszechświat nie potrzebuje początku. Zawsze było, zawsze jest i zawsze będzie. Ale model nie jest pozbawiony problemów. Jednym z głównych jest problem entropii. Entropia jest miarą nieporządku w systemie i zgodnie z prawami termodynamiki nigdy nie może się zmniejszyć. W prostym, cyklicznym modelu wszechświata entropia dowolnego wszechświata musi być przynajmniej trochę większa niż wszechświata macierzystego. Więc jeśli wszechświaty krążą do nieskończonej przeszłości, obecny wszechświat miałby nieskończoną entropię, której nie ma. Musiał więc istnieć jakiś początkowy wszechświat z niską entropią i wracamy do początku.

Jest sposób na obejście tego problemu. Wszechświat może mieć ogólny współczynnik skali. Jeśli współczynnik skali wzrasta z każdym wszechświatem, problem entropii znika. Co ciekawe, ten współczynnik skali jest konformalnie niezmienny. Oznacza to, że nie zmienia wyglądu wszechświata. Każdy wszechświat może być dwa razy większy od poprzedniego, ale wszystko w tym wszechświecie skaluje się o ten sam czynnik. Jeśli podwoisz dochody wszystkich ludzi na planecie, ale także podwoisz koszty wszystkiego, to tak naprawdę nic się nie zmieni.

Ten konformalnie niezmienny czynnik skali pozwolił na istnienie cyklicznego wszechświata bez początku. Każdy wszechświat ma swoją przyczynę i to żółwie aż do samego końca. Ale nowe badanie wykazało błąd w tym pomyśle. Zespół przyjrzał się matematycznej strukturze cyklicznych modeli wszechświata w ramach ogólnej teorii względności i stwierdził, że wszystkie z nich są geodezyjnie niekompletne w przeszłości. Innymi słowy, w ramach ogólnej teorii względności nie można prześledzić wstecz wszechświata takiego jak nasz poprzez nieskończony cykl wszechświatów. Może istniała ogromna liczba wszechświatów przed naszym, ale nadal musiał istnieć pierwszy wszechświat.

Tak więc cykliczny model wszechświata może stanowić przyczynę dla naszego wszechświata, ale tylko usuwa problem początków. Nawet jeśli nasz wszechświat nie był pierwszy, jakiś wszechświat był. Przynajmniej w przypadku zwykłych cyklicznych modeli wszechświata. Jak podkreślają autorzy, ich praca nie dotyczy konformalnej kosmologii cyklicznej zaproponowanej przez Rogera Penrose’a. W tym modelu skala każdego wszechświata jest nieskończenie większa niż poprzedni cykl. Autorzy planują przyjrzeć się temu modelowi w następnej kolejności.