قبل از بیگ بنگ چه بوده؟

تصویر لحظه ای WMAP از چگونگی شکل اولیه جهان، نشان می دهد که جهان در آغاز، داغ، متراکم ویکنواخت (آنتروپی  پایین) بوده است. ما نمی دانیم چرا جهان اینگونه بوده است. جهان ما چندان طبیعی بنظر نمی رسد. بعلاوه، حالت های کم آنتروپی و همچنین شرایط اولیه ی مکانی که بتوانند راه گشای جهانی مشابه جهان ما باشند، کمیاب هستند. اکثر آنها دارای آنتروپی بالاتری هستند نه پایین تر.

اکثر پدیده های شگفت آور منفرد در مورد جهان، آن چیزهایی است که تغییرمی کنند. و تمام آنها  در یک مسیر ثابت از گذشته تا آینده در میان جهان رخ می دهند. به این روند، بردار زمان گفته میشود. این بردار زمان از دومین قانون ترمودینامیک بدست می آید. این قانون آنتروپی را بیان می کند و چگونگی حرکت یک سیستم بسته را از نظم به سوی بی نظمی شرح می دهد و یک قانون بنیادی در فیزیک و ستاره شناسی بشمار می رود.
یکی از سوالات  مهم در مورد شرایط اولیه ی جهان به این گونه بیان می شود : که چرا در آغاز مقدرا آنتروپی اینقدر کم بوده است؟ Carroll در پاسخ به این پرسش گفت : در لحظات اولیه ی بیگ بنگ  ، آنتروپی مسئول بردار زمان بوده است. زندگی ، مرگ ، خاطرات و تمامی حوادث در جریان زمان و نظم موجود رخ می دهند و نمی توانند به عقب باز گردند.
هر زمانی که  شما یک تخم مرغ را بشکنید یا یک لیوان شیشه ای آب را رها کنید، شاهد این قانون کیهان شناختی خواهید بود.
بنابراین به عبارت دیگر برای پاسخ به این پرسشها درمورد جهان و بردار زمان، ما نیاز به بررسی آنچه که قبل از بیگ بنگ رخداده خواهیم داشت. اما بدنبال تاریخی از جهان هستیم که برای همگان قابل درک باشد و بدنبال مکانیسمی اساسی برای حل این معما  خواهیم بود.
در حال حاضر ما مدل خوبی برای جهان نداریم و نظریات رایج به این پرسش ها پاسخ مناسبی نمی دهند. نسبیت عام پیشبینی می کند که جهان در یک  تکینگی آغاز شده. اما نمی تواند هیچ چیز را تا پس از بیگ بنگ توجیه کند. تئوری تورم که دوره ی انبساط  سریع جهان را در لحظات اولیه بیگ بنگ مطرح کرده نیز نه تنها کمکی به حل مساله نمی کند. بلکه مساله ی آنتروپی را وخیم تر میسازد. این تئوری، خود  نیازمند نظریه ای برای  توجیه شراییط اولیه است.
در اینجا مدل های دیگری نیز وجود دارند. اما  من مدل  جهان های چندگانه ای را که جهان های بچه را خلق می کنند، مناسب تر می دانم. جهان قابل  مشاهده ی ما همه ی تاریخ خلقت را در خود ندارد. اگر ما بخشی از multiverse بزرگتری باشیم آنگاه هیچ حالت آنتروپی تعادلی  بیشینه ای وجود نخواهد داشت و آنتروپی با آفرینش جهانی مشابه جهان ما  ایجاد شده اشت.
تصویر
تحقیقات جدیدی را که  من به همراه گروهی از فیزیکدانان بر روی نتایج  WMAP انجام داده ام ، نشان می دهند که  جهان  دارای یک  حالت نامتعادل یا یکطرفه است.
اندازه گیری های WMAP نشان می دهند که نوسانات امواج پس زمینه ی کیهانی در یک سوی آسمان در  حدود 10% قویتر از سوی دیگر آن است. به عبارت دیگر اگر این نوسانات یک ساختار رها شده را در سرتاسر جهان خالق جهان ما  نشان دهند  آنگاه جهان در یک سوی خود سنگینتر  خواهد بود. فهم بهتر  گرانش کوانتومی به درک بهتر این موضوع کمک خواهد  کرد. نوسانات کوانتومی می توانند جهان های  جدید ی را بوجود آورند. اگر نوسانات گرمایی بتوانند در یک فضای ساکن  جهان های بچه را تولید کنند. پس دارای انتروپی و در نتیجه قادر به آفرینش جهان بوده اند.
Carroll بر این نکته تاکید بسیار دارد که هر پژوهشی در این زمینه نیاز به تفکر بسیار دارد. تا کنون هیچ یک از این تحقیقات ثابت نشده اند .