根据一项新的分析，关于宇宙在大爆炸之前的样貌的细节可能将永远对我们来说是未知的。爱因斯坦的引力理论，广义相对论，描述了宇宙的演化，但在大爆炸那一刻失效，阻止了研究人员理解宇宙的起源。为了窥探面纱之后，一位研究人员应用了一种推测性的理论，该理论将宇宙视为像素化的，由微小的原子状的时空单元组成。他的发现表明，实验将永远不够灵敏，无法完全重建大爆炸之前宇宙的状态。
宾夕法尼亚州立大学帕克分校的理论物理学家马丁·博约瓦尔德说：“如果情况是这样，那么我们就无法确定宇宙的精确起源。” “这将永远是一个哲学上的设想。”
近一个世纪以来，研究人员已经知道星系正在彼此远离，仿佛被爆炸向外喷射。根据广义相对论，这种运动是由空间和时间的共同膨胀引起的，它们共同被称为时空，时空拉动着星系。研究人员认为，如果倒放，可观测宇宙中的所有物质和能量都会被挤压成一个超热、超高密度的状态——大爆炸——发生在 137 亿年前。不幸的是，广义相对论在大爆炸时遇到了障碍，因为它允许物质和能量变得无限密集——一种被称为奇点的数学难题。
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为了试图进一步回溯时间，一些研究人员转向了将引力与量子力学相结合的假设理论，量子力学告诉他们短距离（例如大爆炸时宇宙的大小）会发生什么。在一种称为圈量子引力的方法中，时空由微小的碎片组成，有点像泡沫。博约瓦尔德说，圈量子引力消除了大爆炸奇点，因为这些碎片只能容纳有限的能量。因此，大爆炸被大反弹所取代，宇宙在前一个阶段在其自身引力下坍缩，然后开始膨胀，创造了我们所知的宇宙。
博约瓦尔德使用该理论构建了一个高度简化的宇宙模型，其中没有星系或辐射。在这个模型中，量子力学导致宇宙的大小发生微小的波动。博约瓦尔德说，原则上，来自反弹之前的这种量子振动可能会延续下来并影响反弹之后的振动。
他在《自然·物理》杂志在线发表的一篇论文中报告说，相反，他发现量子振动在膨胀的宇宙中只留下了微弱的印记——太微弱以至于无法探测到。“该模型仍然非常简单，”博约瓦尔德说。然而，他说，如果这一结果成立，它可能会使其他试图将我们的宇宙解释为重复反弹结果的模型受到质疑。
加州大学圣巴巴拉分校的物理学家唐纳德·马罗夫说，如果在弦理论等其他量子引力模型中也出现这一发现，那么这一发现将得到加强。他说：“在任何量子引力方法中，都没有人能很好地控制这种物理现象，因此探索广泛的模型和思想非常重要。”