Hva er kvantekosmologi?

Kvantekosmologi er en gren av teoretisk fysikk som forsøker å forstå universet i en kvante, snarere enn klassisk, skala. Selv om det i utgangspunktet kan virke absurd å beskrive noe så grunnleggende stort som universet gjennom en gren av fysikk som vanligvis fokuserer på den mikroskopiske verden, kan kvantekosmologi faktisk bidra til å forklare de viktigste spørsmålene som ligger i hjertet av å forstå universet. Et av de viktigste målene med kvantekosmologi er å forklare universets tilstand på tidspunktet for Big Bang, siden mange egenskaper ved universet kan forklares hvis systemets opprinnelse blir forstått.

For å forstå kvantekosmologi er det først avgjørende å ha et grunnleggende grep om kvantefysikk. Mens klassisk fysikk vurderer riket til større gjenstander, for eksempel planeter, faste gjenstander, og alt som kan sees med det blotte øye, handler kvantemekanikk om området atom- og subatomære partikler og bølger. I mange tilfeller oppfører objekter i kvanteskala seg etter regler som virker helt annerledes enn for makroskopiske objekter. Likevel mener noen fysikere at oppførselen til større objekter tilsvarer reglene for kvantemekanikk; dermed kan store kropper, som universet, bli bedre forstått hvis de kan beskrives på kvantnivå.

Det sentrale undersøkelsesområdet i kvantekosmologi er atferden og universets tilstand like etter Big Bang. Siden opprinnelsesrelaterte spørsmål ikke kan besvares gjennom observasjon, er det generelle middel for å utvikle teorier ved å se på universets nåværende tilstand, og deretter ekstrapolere bakover til Big Bang for å oppdage hvordan prosessen startet. Ideelt sett vil kunnskap om universets opprinnelse oppnådd gjennom kvantekosmologi etter hvert tillate forskere å forutsi, med en høy grad av sannsynlighet, universets fremtid.

Noen fysikere har omfavnet kvantekosmologi fordi den tillater en bane rundt det enorme problemet som er skapt ved å undersøke universets opprinnelse med generell fysikk. Ifølge Stephen Hawking begynte blant annet universet sannsynligvis som en singularitet, som det er kjent at lovene i generell fysikk brytes ned. For å ha et håp om å forstå forholdene etter Big Bang nøyaktig, kan kvantefysikk være å foretrekke fordi det ikke er kjent å være utsatt for et lignende oppdeling nær en singularitet.

Kvantekosmologi er en relativt ny gren av teoretisk fysikk, som dateres først til midten av 1900-tallet. Som et så nytt felt inkluderer det naturlig nok langt flere spørsmål enn svar om universets opprinnelse og oppførsel. Likevel har dette fascinerende feltet tiltrukket seg noen av de lyseste sinnene i fysikken, og virker beredt til å tillate betydelige funn i de kommende århundrene.