Mała gęstość

Trudne pytania Ze względu na niezwykle małą gęstość ciemnej energii trzeba by się spodziewać, że produkty jej rozpadu będą miały zbyt małą energię, aby odegrać jakąkolwiek istotniejszą rolę. Jednak w pewnych okolicznościach rozpad kwintesencji mógłby polegać na tworzeniu się pęcherzyków. Wnętrze takiego pęcherzyka byłoby puste, ale na jego ściankach zachodziłyby gwałtowne procesy fizyczne. Rozciągając się, ścianki przejmowałyby całą energię powstałą w wyniku rozpadu kwintesencji. Co jakiś czas pęcherzyki zderzałyby się ze sobą, powodując efektowne kosmiczne fajerwerki. W wyniku tego procesu powstałyby masywne cząstki, takie jak protony i neutrony a może nawet gwiazdy i planety. Przyszłym mieszkańcom Wszechświat wydawałby się wtedy bardzo niejednorodny, a życie ograniczałoby się do pojedynczych dalekich wysp otoczonych bezmiernymi pustkami. Czy kiedykolwiek odkryliby oni, że początek dal im jednorodny i izotropowy Wszechświat, który dziś znamy?

Czy kiedykolwiek mieliby okazję dowiedzieć się, że istniejące już kiedyś we Wszechświecie życie wyginęło, lecz potem otrzymało drugą szansę? Być może dysponujemy już bardziej radykalną rewizją kosmicznej historii. Steinhardt i Neil Turok z University of Cambridge, zainspirowani najnowszymi obserwacjami przyśpieszania kosmicznej ekspansji, zaproponowali model „cyklicznego wszechświata”, w którym centralną rolę odgrywa kwintesencja, a inflacja została zupełnie usunięta. W takim scenariuszu przestrzeń i czas istnieją zawsze. Wszechświat przechodzi nie kończący się cykl kurczenia i znikania w wielkim kolapsie, z którego się wylania, i podlega kolejnemu wielkiemu Wybuchowi. Pomiędzy tymi zdarzeniami upływają biliardy lat ewolucji. Przez pierwsze 14 mld lat każdego cyklu Wszechświat jest zdominowany przez promieniowanie i materię, a w miarę stygnięcia kosmosu powstają galaktyki i gwiazdy. Następny etap, jesteśmy jego świadkami, to wywołany przez kwintesencję bardzo długi okres przyśpieszanej ekspansji, która czyni Wszechświat pustym, rozrzedzając materię i entropię wygenerowaną w poprzednim cyklu.

Kwintesencja jest kluczowym czynnikiem sprawiającym, że Wszechświat jest jednorodny, a jednocześnie zbliża geometrię przestrzeni do płaskiej pełni dwie funkcje zwykle przypisywane inflacji. Ponadto fluktuacje pola kwintesencji w końcu stają się zarodkami tworzenia galaktyk po Wielkim Wybuchu, a to trzecia rola inflacji. W miarę ewolucji pola kwintesencji, jego gęstość i ciśnienie zmieniają się aż do czasu, gdy pole przestaje przyśpieszać ekspansję, a zamiast tego inicjuje okres kontrakcji. W Wielkim Kolapsie część pola kwintesencji jest przemieniana w materię i promieniowanie napędzające wybuch i ponowny okres ekspansji, stygnięcia i powstawania struktury. Zauważmy, że temperatura i gęstość wzrastają do dużych, lecz skończonych wartości. Taki model zatem unika nieskończonych wielkości, występujących w konwencjonalnym modelu Wielkiego Wybuchu. Gorący, jednorodny Wszechświat wiecznie się odradza.