ビッグバンの前に何があったのか

一般相対性理論では、時間は出来事が起こる背景ではなく、空間とともに宇宙そのものの構造の一部です。膨張を逆向きにたどると、空間と時間はどちらも1点に押しつぶされます。その点より前に何があったのかと尋ねるのは、北極より北に何があるのかと尋ねるようなものです。

ただし、重要な但し書きがあります。1点への収縮は、理論を適用できる限界まで押し進めたときに、その理論が予測するものです。そうした条件では理論は機能しなくなります。重力と量子力学を統合する理論が必要ですが、まだ存在していません。

ある仮説のグループは、そもそも1点などなかったと考えます。その代わりに、以前の状態から別の状態への移行があったという見方です。このモデルでは、宇宙はいったん収縮してから膨張を始め、私たちの歴史は長い連続の中の1つのサイクルにすぎません。

別の仮説では、どこか別の場所では膨張が決して止まらなかったと考えます。この見方では、私たちの宇宙に似た領域が、永遠に膨張し続ける背景から枝分かれし、それぞれが独自の時間の起点を持ちます。すると「前」という質問は、「外側」についての質問に変わります。

3つ目の考え方は、量子論を使って始まりを説明しようとするものです。そこでは、時間という概念そのものがすぐには現れません。このモデルにも境界はありますが、それは瞬間には似ていません。時間は出発点としてではなく、方向として徐々に現れます。

評価が低いのは、仮説の質が低いからではありません。私たちが観測できるのは、宇宙が光に対して透明になった後に起きたことだけで、それより前のことはすべて間接的に復元しています。現在の手段では、始まりについてのモデル同士を区別できません。

期待されているのは、2つの手がかりです。宇宙マイクロ波背景放射に残る非常に初期の出来事の痕跡と、光を通さないプラズマを通り抜ける重力波です。どちらの研究も進んでいますが、必要な感度にはまだ到達していません。