Apa yang terjadi sebelum Big Bang?

Robert Brandenberger, fisikawan di Universitas McGill yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan penelitian baru ini “menetapkan standar akurasi baru dalam menganalisis” matematika permulaan waktu. Dalam beberapa kasus, apa yang awalnya tampak sebagai singularitas – suatu titik dalam ruang-waktu di mana deskripsi matematis kehilangan maknanya – mungkin sebenarnya hanyalah ilusi.

Klasifikasi singularitas

Masalah utama yang dihadapi Jeshnjani, Ling dan Quentin adalah apakah ada suatu titik sebelum inflasi dimana hukum gravitasi tidak berlaku dalam singularitas. Contoh paling sederhana dari singularitas matematika adalah apa yang terjadi pada fungsi 1/S menyukai S Pendekatan nol: Fungsi ini mengambil angka S Sebagai masukan, nomor lain dikeluarkan. menyukai S Semakin kecil dan semakin kecil 1/S Ia semakin besar dan semakin besar, mendekati tak terhingga. jika S Jika nilainya nol, fungsinya tidak lagi terdefinisi dengan baik: tidak dapat diandalkan sebagai deskripsi realitas.

Namun, terkadang, matematikawan dapat menyiasati singularitas. Misalnya, perhatikan Meridian Utama, yang melewati Greenwich, Inggris, pada garis bujur nol. Jika Anda memiliki fungsi 1/garis bujur, fungsi tersebut akan menjadi liar di Greenwich. Namun sebenarnya tidak ada yang istimewa secara fisik tentang pinggiran kota London: Anda dapat dengan mudah mendefinisikan ulang garis bujur nol untuk melewati tempat lain di Bumi, dan kemudian fungsi Anda akan berperilaku normal ketika mendekati Royal Observatory di Greenwich.

Hal serupa terjadi pada batas model matematika lubang hitam. Persamaan yang menggambarkan lubang hitam berbentuk bola tidak berputar, yang dikembangkan oleh fisikawan Karl Schwarzschild pada tahun 1916, berisi istilah yang penyebutnya mencapai nol pada cakrawala peristiwa lubang hitam, yaitu permukaan di sekitar lubang hitam yang di luarnya tidak ada yang bisa lolos. Hal ini membuat fisikawan percaya bahwa cakrawala peristiwa adalah singularitas fisik. Namun delapan tahun kemudian, astronom Arthur Eddington menunjukkan bahwa jika koordinat yang berbeda digunakan, singularitas akan hilang. Seperti meridian utama, cakrawala peristiwa adalah ilusi: artefak matematika yang disebut singularitas koordinat, yang muncul hanya karena pilihan koordinat.

Sebaliknya, di pusat lubang hitam, kepadatan dan kelengkungannya mencapai tak terhingga yang tidak dapat dihilangkan dengan menggunakan sistem koordinat lain. Hukum relativitas umum mulai mengeluarkan omong kosong. Ini disebut singularitas kelengkungan. Artinya sedang terjadi sesuatu yang berada di luar kemampuan teori fisika dan matematika saat ini untuk menggambarkannya.