La teoria cosmologica del Big Bang descrive l’espansione dell’Universo a partire da un singolo punto, di 13,7 miliardi di anni fa, ma non spiega cosa c’era prima. Quest’ultima questione viene spesso ignorata dai cosmologi perché considerata improponibile, in virtù del fatto che spazio, tempo e materia sono nati con il Big Bang.La teoria gravitazionale che descrive l’evoluzione dell’Universo è la relatività generale di Einstein; questa però è una teoria classica (cioè in essa non sono presenti considerazioni di fisica quantistica), e andando indietro nel tempo è valida soltanto fino a un certo punto, oltre il quale l’Universo era così piccolo da poter essere descritto soltanto da una teoria quantistica della gravitazione.Per la precisione, la nostra conoscenza sull'evoluzione dell'Universo si ferma a 10–43 s dopo il Big Bang. Prima di tale tempo, detto tempo di Planck, lo spazio e il tempo diventano concetti indefiniti e vanno riconsiderati alla luce di teorie alternative che tengano conto degli effetti quantistici. Agli inizi del secolo scorso si pensava che l'Universo fosse statico, poi la scoperta fatta da E. Hubble nel 1929 che le galassie si stanno tutte allontanando le une dalle altre, unita ad altre evidenze sperimentali, tra cui l'esistenza di una radiazione cosmica di fondo ancora misurabile interpretata come il residuo del Big Bang, ha definitivamente sancito che questa convinzione era sbagliata: l'Universo si sta espandendo, a partire da un'epoca in cui tutta la materia era condensata in un punto a energia infinita (una situazione estrema di questo tipo, in cui le leggi della fisica non sono più valide, è detta singolarità). In questo modello di Universo in espansione l'inizio è inevitabile e la questione di capire cosa c'era prima è fondata. Una risposta del tipo "la questione non si pone, perché spazio e tempo sono nati con il Big Bang per cui domandarsi cosa c'era prima non ha senso" sembra un modo per non affrontare il problema.Secondo alcuni studi-simulazione, prima del Big Bang c’era già un Universo in fase di contrazione caratterizzato da una geometria spaziotemporale simile a quella dell’Universo attuale. Quando l’Universo si è contratto fino a diventare un punto, le proprietà quantistiche dello spazio-tempo hanno trasformato la gravità da forza attrattiva a forza repulsiva e l’Universo è ‘rimbalzato’ espandendosi a partire dal Big Bang, nello stato che ancora oggi osserviamo.Questa descrizione dell'Universo prima del Big Bang s'inquadra nella cosiddetta teoria delle stringhe, secondo la quale le particelle elementari non sono da considerare puntiformi, bensì oggetti filamentosi e unidimensionali: tutte le proprietà osservate derivano dal modo con cui queste stringhe vibrano. La teoria delle stringhe spiega anche situazioni quantistiche, come quelle dell'Universo in prossimità del Big Bang. Una particolarità delle stringhe è che esse possono ridursi di dimensione ma non annullarsi del tutto, per cui la teoria cosmologica basata su di esse esclude l'esistenza di un Universo ridotto a un punto come quello previsto dal Big Bang, considerato soltanto una fase di un Universo eterno, che nella descrizione classica consideriamo come inizio. L’esistenza di un Universo precedente al Big Bang e la deduzione delle sue proprietà derivano da approcci matematici in cui la struttura dello spazio-tempo è considerata discreta, continua solo in approssimazione: si tratta di un intreccio di filamenti quantistici unidimensionali. Vicino al Big Bang, questa trama è violentemente strappata e diventa importante la natura quantistica della geometria, che rende la gravità fortemente repulsiva.
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