Wat is de grote sprong?
The Big Bounce is de naam van een wetenschappelijke theorie over de oorsprong van het universum. De theorie is bedoeld als vervanging van een eerdere theorie die bekend staat als de Big Bang. De oerknal is niet consistent met sommige aspecten van algemene relativiteitstheorie, de beroemde theorie van Einstein die verklaart hoe materie en energie op elkaar inwerken. Volgens de oerknaltheorie breidde het universum zich aanvankelijk uit van een klein, statisch punt om nog niet begrepen redenen. Volgens de Big Bounce-theorie is het huidige universum het gevolg van de ineenstorting van een vorig universum.
Sinds de prehistorie hebben mensen nagedacht over de oorsprong van de aarde en de omliggende kosmos. Religie, filosofie en vroege wetenschap stelden elk theorieën op over hoe het universum begon, met toenemende niveaus van verfijning. Astronomische waarnemingen in de 20e eeuw bevestigden dat het universum zich miljarden jaren heeft uitgebreid. Achteruit werkend stelden fysici voor dat het universum begon als een klein, dicht gebied dat alle materie en energie bevatte. Een onverklaarbare gebeurtenis 14 miljard jaar geleden zorgde ervoor dat deze materie en energie zich explosief uitbreidde, een gebeurtenis genaamd de Big Bang.
Het probleem met deze theorie is dat het niet verklaart wat er bestond vóór de Big Bang of wat de uitbreiding veroorzaakte. Deze zaken zijn beschreven als singulariteiten, gebieden van het universum waarop de natuurwetten niet van toepassing zijn. Dit was de enige manier om de oerknal te verzoenen met de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein, het beste model van hoe het universum werkt. Wetenschappers hebben ook alternatieve verklaringen overwogen over hoe het universum begon. In het eerste decennium van de 21ste eeuw resulteerden studies in kwantumfysica in de theorie van de Big Bounce.
Volgens de Big Bounce-theorie zal de zwaartekracht, wanneer het universum zich voorbij een bepaald punt uitbreidt, opnieuw op zichzelf instorten, de zogenaamde Big Crunch. Als het instortende universum eenmaal een bepaalde dichtheid heeft bereikt, zorgt een principe dat luskwantumzwaartekracht wordt genoemd ervoor dat de materie en energie 'stuiteren' of opnieuw beginnen uit te breiden, waardoor een nieuw universum ontstaat. De Big Bounce-theorie onthult niet of dit een of meerdere keren is gebeurd; het zou oneindig kunnen herhalen. Een andere intrigerende mogelijkheid is dat deze oneindig veel herhalende universums identiek zijn en effectief een universele tijdlus creëren.
De Big Bounce-theorie spreekt veel natuurkundigen aan omdat het geen singulariteiten inhoudt en omdat het algemene relativiteitstheorie en kwantummechanica omvat, twee fysische principes die notoir moeilijk met elkaar te verzoenen zijn. Nader onderzoek is nodig om te bepalen welke theorie daadwerkelijk de oorsprong van het universum beschrijft. Veel hangt af van het kwantificeren van donkere materie en donkere energie, mysterieuze stoffen die de expansiesnelheid van het universum kunnen beïnvloeden. Ondertussen heeft de theorie al materiaal opgeleverd voor sciencefictionschrijvers. In een aflevering van de geanimeerde komedie Futurama uit 2011 observeerden de hoofdpersonages de Big Bounce terwijl ze door de tijd reizen naar de verre toekomst.