Tänk om universum andades?
Jag behöver att du sätter dig ner för det här.
Vad händer om Big Bang inte var början på allt? Vad om det fanns ett helt universum före vårt — ett som kollapsade inåt och sedan studsade tillbaka ut, och lämnade efter sig urgamla kosmiska artefakter som fortfarande flyter omkring?
Det är precis vad forskare vid University of Portsmouth föreslår, och ärligt talat? Det är en av de mest fascinerande idéerna jag stött på på länge.
Universum kanske inte började med en smäll
I nästan 100 år har vi fått höra samma historia: för ungefär 13,8 miljarder år sedan exploderade allt vi känner till utåt från en oerhört het, tät punkt. Big Bang. Slut.
Och ser du, den här berättelsen är bra. Den förklarar den kosmiska mikrovågsbakgrunden (den svaga strålningen som finns överallt), den förutspår hur galaxer sprids ut över enorma avstånd, och den har klarat varje test forskarna kastat mot den.
Men grejen är — och det är det som gör mig så tagen — den standardmodellen för Big Bang förklarar faktiskt inte allt. Vi vet fortfarande inte vad som orsakade den ursprungliga expansionen. Vi förstår inte den korta perioden av hyper snabb tillväxt som kallas inflation. Och kanske störst av allt: vi har ingen aning om vad mörk materia egentligen är.
Mörk materia är den osynliga grejen som väger ungefär fem gånger mer än vanlig materia. Den håller ihop galaxer. Utan den hade Vintergatan aldrig bildats. Men ingen har någonsin detekterat den direkt. Den finns bara... där, påverkar saker genom gravitation, helt dold för våra instrument.
Så vad föreslår den nya forskningen?
Professor Enrique Gaztañaga och hans team har utforskat det de kallar modeller för "kosmisk studs". Istället för att allt började från en ensam explosiv punkt, föreslår de att universum genomgick en tidigare fas av sammandragning — i princip fallande inåt i sig själv — innan det studsade tillbaka ut i expansion.
Tänk på det som andning. Universum andas ut (Big Bang), andas in (sammandragning), andas ut igen. Vi befinner oss just nu i en utandning som pågått i miljarder år.
Under det här scenariot kunde svarta hål från den tidigare kontraktionsfasen ha överlevt övergången. De skulle vara urgamla reliker — kosmiska fossil från ett tidigare universum, som sitter omkring i vår kosmos, kanske gömda i fullt dagsljus.
Och här blir det riktigt intressant: dessa primordiala svarta hål kanske är mörk materia.
Kan svarta hål förklara det osynliga?
Här är det vackra med den här hypotesen — den kopplar ihop flera lösa ändar på en gång.
Om vissa svarta hål bildades före studsningen och överlevde, kunde de ha påverkat galaxbildningen ända sedan dess. Deras gravitation skulle ha hjälpt till att dra materia samman, sått de strukturer vi ser idag.
Men vänta, det finns mer. Andra svarta hål kan ha bildats precis efter studsningen, när kvanteffekter under övergången förstärkte densitetsfluktuationer i det tidiga universum. Detta skulle ha skapat ovanligt täta fickor av materia som kollapsade under sin egen gravitation snabbare än standardmodellen förutspår — vilket ledde till tidigare strukturering än vi annars kunde förvänta oss.
Själva studsningen kommer från kvantfysiken, förresten. När saker blev tätare under sammandragningen, skulle kvanteffekter generera ett kraftigt tryck som motstår ytterligare kompression. Det är samma fysik som hindrar vita dvärgar och neutronstjärnor från att kollapsa till intet. Tillämpa samma princip på hela universum, och du får en naturlig mekanism för studsningen — ingen anledning att åkalla exotisk ny fysik för att undvika Big Bangs ökända "singularitet" (den punkt där densiteten blir oändlig och våra fysiklagar slutar fungera).
Varför borde du bry dig?
Jag vet vad du tänker: det här är allt väldigt teoretiskt. Vi kan ju inte precis gå ut och observera ett universum före Big Bang.
Men här är varför jag tycker det är övertygande. Vi pratar inte bara om inaktiv spekulation. Den här hypotesen gör specifika förutsägelser som går att testa. Om primordiala svarta hål från före studsningen existerar, borde de påverka hur materia fördelas på subtila men mätbara sätt. Framtida observationer av den kosmiska mikrovågsbakgrunden och storskaliga galaxstrukturer skulle potentiellt kunna avslöja deras fingeravtryck.
Och ärligt? Även om den här specifika idén visar sig vara fel, älskar jag att forskare på allvar utforskar alternativ till den standardmässiga kosmiska berättelsen. Big Bang-modellen fungerar underbart för många saker, men dess luckor är verkliga — och de är precis den sortens luckor som leder till stora genombrott när någon är kreativ nog att fylla dem.
Mörk materia är ett av de största olösta mysterierna inom all fysik. Inflation är ett annat. Om ett ramverk med studande universum kan kasta ljus över bara ett av dessa, än mindre båda, då är det värt att hålla ögonen öppna.
Universum kanske är mycket äldre och konstigare än vi föreställt oss. Och någonstans där ute kanske urgamla svarta hål stilla håller ihop galaxer — fossil från ett kosmos som kom före vårt eget.
Hur coolt är inte det?