סיפור היקום בשנייה הראשונה לקיומו הוא ספקולטיבי מאוד. ובכל זאת, הקוסמולוגים מקפידים על כללי שיטה מדעית בדיונים שלהם על היקום המוקדם, ומחפשים תיאוריות שחוזות תחזיות ייחודיות שאפשר לצפות בהן. עד כמה עמוק אפשר לחדור ליקום המוקדם מאוד? האם יש גבול לידע שלנו? אלה מהשאלות העמוקות ביותר שאפשר לשאול במדע.
המדענים סבורים שגבול הידע שלנו (ואפילו גבול ההשערות המועילות שלנו) נמצא בטמפרטורה המדהימה של 1032 קלווין. הטמפרטורה הזאת שררה 10−43 שנייה אחרי המפץ הגדול, כשהאופק – המרחק שהאור הספיק לעבור – היה 10−35 מטר בלבד. דמיינו: כל מיליארדי הגלקסיות של היקום הנצפה היו אז דחוסים במרחב קטן בהרבה מראש של סיכה! הזמן הזה נקרא עידן פלאנק, על שם מקס פלאנק, אחד ממייסדי מכניקת הקוונטים. בטמפרטורה של עידן פלאנק כל כוחות הטבע נעשים שווים. ההתמזגות של הכבידה עם שלושת הכוחות האחרים היא הסימטריה האולטימטיבית. אבל כיום אין לנו תורת כבידה שעובדת בתנאים קיצוניים כאלה. תורת היחסות הכללית מתייחסת למרחב ולזמן כאל חלקים ורציפים, ואילו ביקום המוקדם מאוד שלטו תנודות קוונטיות. המרחב היה מעוקם כל כך שלא הייתה הבחנה בין חלקיק לבין המרחב שהוא תופס. היקום היה קלחת רותחת של חומר ואנרגיה שהופיעו ונעלמו מתוך הריק, והמרחב והזמן התפתלו ונסדקו כמו קצף.
במודל המפץ הגדול האינפלציוני, תנודות קוונטיות מניעות את ההתפשטות המהירה שמחליקה ומשטחת את היקום. היקום כולו צומח כמעט יש מאין. לדברי אלן גות', אדריכל המודל, "ייתכן שהיקום הוא הארוחה החינמית האולטימטיבית". אנדרה לינדה, פיזיקאי רוסי שעובד באוניברסיטת סטנפורד, הציע גרסה של המודל שנקראת אינפלציה כאוטית. באינפלציה כאוטית יש בעידן פלאנק "בועות" רבות במרחב-זמן. הבועות נוצרות מתנודות קוונטיות, וכל בועה עשויה להכיל כוחות וחלקיקים שונים. בבועה שלנו התנאים היו מתאימים לכך שהמרחב יתנפח ויהפוך ליקום הנצפה. הרעיון של יקומים אפשריים רבים, שרובם "נולדים מתים", הוא אחד המוזרים ביותר בקוסמולוגיה.
מהי התיאוריה האולטימטיבית של הטבע? איש אינו יודע, אבל היא חייבת לכלול איחוד בין הכבידה לעולם הקוונטים. אנחנו עשויים אטומים, והאטומים עשויים בעיקר אלקטרונים וגרעיני אטומים. הגרעינים עשויים פרוטונים ונייטרונים, שעשויים קווארקים. התיאוריות הפיזיקליות הנוכחיות אינן שלמות, כי הן מתייחסות לאלקטרונים ולקווארקים כאל חלקיקים חסרי גודל. אם חלקיק טעון הוא נקודה, הצפיפות של המסה ושל המטען החשמלי שלו חייבת להיות אינסופית. הפיזיקאים בוחנים תיאוריות שעוקפות את הבעיה הזאת, כשהן מתייחסות לחלקיקים כאל מיתרים או ממברנות. היישויות הזעירות האלה יכולות להיות פתוחות, או סגורות בלולאה; הן יכולות להגיב זו עם זו, להתמזג, להתחבר ולהתפצל. יתרה מזו, הן קיימות ביותר משלושה ממדים, ורוב הממדים האלה אינם נצפים בעינינו. לתיאוריות הספקולטיביות האלה יש יופי מתמטי רב, אבל איש אינו יודע אם הן חלות על העולם האמיתי. כשהמדענים המודרניים נאבקים בדרך אל התיאוריה האולטימטיבית, אנחנו רואים הד של מדענים יוונים קדומים כמו דמוקריטוס ופיתגורס. החיפוש אחר ההרמוניות שבטבע נמשך.
→ הסעיף הקודם: 17.30 הרב-יקום | הסעיף הבא: 18.1 טבע החיים ←