Conform teoriei relativitatii generalizate, Big Bangul reprezinta Inceputul, evenimentul in care materia si structura spatiu-timp a fost creata. Desi teoriile clasice nu ofera nici o explicatie asupra ce s-a intamplat inainte de Big Bang, o echipa de cercetare de la Penn State a utilizat calcule de gravitatie cuantica pentru a gasi indicii despre existenta inainte de acest moment.

“Relativitatea Generalizata poate fi folosita pentru a descrie universul pana in punctul in care materia devine atat de densa incat ecuatiile nu mai pot fi utilizate”, comenteaza Abhay Ashtekar, director al Institutului pentru Fizici Gravitationale si Geometrie de la universitatea Penn State.

Combinand fizica cuantica cu teoria relativitatii generalizate, Ashtekar si alti 2 cercetatori post-doctorat, Tomasz Pawlowski si Parmpreet Singh, au reusit sa dezvolte un model care trece de Big Bang la un Univers in contractie care prezinta caracteristici similare cu ale acestui Univers.

Cand fortele gravitationale au contractat acest Univers, a atins un punct in care proprietatile cuantice ale spatiu-timpului au cauzat gravitatia sa devina repulsiva. “Folosind modificari cuantince ale ecuatiilor cosmologice ale lui Einstein, am aratat ca in locul unui Big Bang clasic avem o Respingere Cuantica.”, sustine Ashtekar. “Am fost foarte surprinsi de descoperirea unui alt univers clasic, pre-Big Bang incat am repetat simularile cu parametrii diferiti timp de cateva luni, obtinand rezultate coerente.”

Desi aceasta idee a fost propusa si inainte, aceasta este prima descriere matematica care stabileste sistematic existenta sa si deduce proprietatile geometriei spatiu-timp in acel Univers.

Echipa a utilizat gravitatia cuantica in bucla, o tentativa noua la rezolvarea problemei unificarii relativitatii generalizate cu fizica cuantica. In aceasta teoria, geometria spatiu-timp are o structura discreta si continuumul clasic este doar o aproximatie. Materialul spatiului este “tesut” de fire cuantice unidimensionale. In apropierea Big Bangului, acest material este rupt in mod violent si natura cuantica a geometriei devine importanta. In acest fel gravitatia devine puternic repulsiva, generand Big Bounce-ul.