الكون بعد الانفجار الكبير

 لقد اتسم القرن الماضي بتزايد التقدم في معرفتنا لطبيعة وتفهم القوانين الفيزيائية. وقد سمح التحقيق التجريبي للخواص المادية، بدءاً من تطوير الفيزياء الذرية في نهاية القرن التاسع عشر، والذي أتاح لنا النظر في التركيب الداخلي للذرة - داخل نواة الذرة- وحتى داخل الجسيمات المكونة للذرة، والذي قرب المسافات وزاد في الطاقات. وعلى صعيد آخر، فقد سمحت لنا الأرصاد الفلكية بأن تذهب إلى أبعد من حدود نظامنا الشمسي ومجرتنا، واستطعنا کسر كل الحواجز وإعطاء الحرية للنظر والتوسع في أنشطة النظام البصري، والدفع باتجاه الزيادة في بعد المقاييس في الوقت نفسه، وأدى التقدم في تطور نماذج علم الرياضيات، والنسبية، وميكانيكا الكم والمجال النظري إلى السماح لنا ببناء إطار متماسك لاستيعاب وفهم الكثير من خلال البيانات التجريبية، وقد ذكر 2007، Maurizio Gasperini) في كتابه الكون بعد الانفجار الكبير.

لقد قاد مساري كل من تطور الفيزياء النووية، والفيزياء الفلكية ببعد ثنائي (في مقاس البعد)، والذي أدى بشكل فعال إلى تزايد الطاقات، وثم الاندماج بنجاح، مما أسفر عام 1970 م عن ما يسمى النموذج الكوني المعياري standard cosmological model وليس من المبالغة القول إن هذا النموذج يمثل واحداً من أعمدة فيزياء القرن العشرين. ويقدم لنا هذا النموذج وصفاً كاملاً ومرضياً بالتفصيل عن الكون الحالي، علاوة على ذلك يمكن استقراء هذا النموذج إلى الوراء في الوقت المناسب لاستعادة وتيرة تطور الكون، ويشرح بالوقت نفسه أصل عناصر الضوء (يسمى النشأ النووي nucleosynthesis)، بدءاً من الحالة الأولية التي تميزه كخليط ساخن من جسيمات الأساسية، علاوة على ذلك، الإتمام الطبيعي للنموذج المعياري المعروف بالنموذج التضخمي influtionary model ويوضح لنا الكيفية التي تكون عليها الهياكل التي نلاحظها حالياً (مثل المجرات، والمجموعات المجرية) والتي قد تنشأ عن التقلبات في كثافة المادة.

وبموجب النموذج المعياري و(التخضم) وملحقاته، فإن الكون هو النظام الذي له توسع مستمر منذ بداية الانفجار، والذي يعرف كما هو شائع بالانفجار الكبير. آثار هذا الانفجار تبدو بالخصوص (من خلفيات موجات المايكرويف الكونية، الإشعاع الكهرومغناطيسي المتميز بالطيف الحراري للجسم الأسود) والذي لوحظ أول مرة في عام 1965م من قبل (أرنو Armo Penziasand Robert Wilson )، الذي حاز على جائزة نوبل على اكتشافه هذا على الرغم من أن مثل هذه النتائج حديثة العهد نسبياً، فقد أصبح مفهوم الكون أخذاً ، الاتساع وأصبح جزءاً من الثقافة العامة عند الناس، في الواقع فإن تعابير مثل (الكون المتفجر)، (الانفجار الكبير)، و(التفرد الأولي) الآن لغة مشتركة. هناك وعي واسع الانتشار بأن الكون هو في (توسع)، وقد كتب الكثير من العلماء كتباً علمية تخص تأريخ الكون من خلال الانفجار الكبير إلى وقتنا الحاضر.

لكن بالضبط، ماذا يعنيه الانفجار الكبير؟

كما يوحي المصطلح، الانفجار الكبير هو انفجار كبير وضخم بالتأكيد على وجه التحديد، فقد نتاجاً عنيفاً وسريعاً، إضافة إلى الإشعاع والجسيمات المادية التي تتميز بكثافة عالية ودرجة حرارة عالية، ونتيجة للتبريد كان التوسع (حسب قوانين معيار الديناميكا الحرارية)، وترسيخ مثل هذا إلى كتل مادية والتي تظافرت في نهاية المطاف في هياكل على نطاق واسع من الكون الذي نشهده اليوم.

يمكننا القول أن نتفهم جيداً هذه الجوانب من التطور الكوني والقبول على نطاق واسع، باستثناء بعض المسائل التي لا تزال في المناقشة. على سبيل المثال (الآلية التي تم بها إنتاج الجزيئات المادية من الآثار المتبقية من الانفجار الأساسي، في حين أن كتلاً كبيرة من المادة المضادة تبدو اليوم في نطاق الغائب على سلم المقاسات الكبير). ومع ذلك غالباً ما تستخدم (حتى في المحتوى العلمي) بمعنى أوسع كمرادف . نشأة الكون ككل. وبعبارة أخرى يتم استخدام هذا المصطلح أيضاً للإشارة إلى حدث واحد لكل شيء متضمناً المكان والزمان نفسه) نشأ مباشرة، وخرج من الحالة المنفردة الأولية، يعني ا الحالة التي تتميز بقيمة ما لا نهاية من الطاقة، الكثافة، ودرجة الحرارة. هذا التفسير الثاني هو مقترح بالتأكيد، ومدافع عنه علمياً في ضمن نموذج علم الكونيات المعياري، ولا يقل تحدياً، رغم الطعون التي وجهت إليه من التطورات الأخيرة في الفيزياء التي حدثت في القرن العشرين.

في الواقع، تشير النظرية الأخيرة إلى أن سلوك المادة والطاقة العالية جداً يمكن أن تكون مختلفة جدريا عن ما نلاحظه من عالم الميكروسكوب العادي. وعلى وجه الخصوص، عندما تكون الطاقة والشد المقابلة لها من مختلف القوى والقريبة جدا من القيمة الحرجة ،قد لا تكون مشروعة لوصف المادة في مصطلح يشبه الجسيمات (كما اقترحته بصورة جيدة قوانين فيزياء الطاقة المنخفضة)، في الواقع لقد اتخذت المادة أكثر الصبغ الغريبة، ومن مثل ما يسمى (الأوتار أو السلاسل strings) أو أشبه بالغشاء، وبالتالي إشغالها البقع المكانية والتي تزداد تدريجيا مع الطاقة. وعلاوة على ذلك، فبزيادة شد القوى، فإنها تؤثر في رفع عدد الأبعاد للفضاء، بالأحرى فإن البعد المكاني - الزماني هي ليست صلدة وثابتة، لكنه ديناميكياً.

هذه أفكار النظرية الجديدة تقترح رواية لوصف الحالة البدائية للكون أقرب إلى الانفجار الكبير، بمعنى في نظام تتركز فيه الطاقة العالية، فإن حالة الكون ستكون مختلفة تماماً ليست عن وضعها الحالي فقط، لكن ربما أيضاً عن ما يتوقعه النموذج الكوني المعياري إضافة لما يبدو من كثافة وحرارة، وتحدب عال، ربما يكون للكون هيكل ذو أبعاد عالية جداً والتي تسكنه كائنات غريبة أشبه بالأوتار أو الأغشية، ويخضع بشكل ديناميكي لقوى وقوانين قائمة ليومنا هذا وهي ضعيفة للغاية (ربما غير مباشرة)، وضمن هذا النطاق فهي أكثر ثباتاً وثراء من الذي هو معياري، والذي يمكنها من بناء نماذج كونية بدون الإشارة إلى أولوياتها، حيث يمكن تتبع التطور الكوني بشكل تعسفي يعود بالزمن إلى الوراء إلى ما لانهاية.

مثل هذه النماذج سمحت للكون بالوجود، والتطور من خلال (فترة ما قبل التاريخ) فترة طويلة، حتى بعد الانفجار الكبير الفعلي، والآن تم تحديد الانفجار الذي أعطى المادة وأشكال الطاقة التي تلاحظها اليوم لايزال الانفجار الكبير قائماً، ولكن بالرغم من أنه لا يزال يشكل علامة فارقة في تطور الكون، لم يعد يمثل أصل المكان والزمان والكون ذاته. وبالتالي يصبح من الممكن في هذا الإطار شرح كيفية حدوث الانفجار الكبير من خلال دراسة آليات قادرة على التركيز ما يكفي من الطاقة لإعطاء نقطة الزمان - مكان لتحديد الانفجار المرصود وستعرض هذه الجوانب والنماذج الكونية الحديثة للتوضيح ولو بطريقة غير مكتملة، في الحيز المسموح لنا من فصول هذا الكتاب.

لكن دعونا نبدأ من خلال شرح، كيف أن فرضية الانفجار الكبير بأنها أصل (كل شيء). بينما توجد جذور علمية رصينة، أقل قبولاً للطعن من قبل تحديات التطورات في الفيزياء النظرية.

لهذه الغاية تجدر الإشارة إلى واحدة من أعظم الدروس في العلوم الطبيعية التي تعلمت من غاليلو، ونيوتن، وغيره من مؤسسي الفيزياء الحديثة:

ليس للكائنات السماوية أي (باطن) أو جوهر (ميتافيزيقي)، لكنها تتحرك وتتطور في الوقت المناسب وفقا لنفس القوانين التي تحكم ديناميكية أكثر الأشياء المادية الدنيوية الكون كله هو في حد ذاته نظام طبيعي عادي، يطيع القوانين العلمية التي تسعى إلى اكتشاف الكون بأجمعه وباستخدام التجارب، الكون الذي نلاحظه اليوم بالخصوص يمكن أن يكون كاملاً (ومرضي) لوصفه على المقاسات الكبيرة بواسطة قوانين الفيزياء الكلاسيكية، متضمناً النظرية النسبية العامة، والنظرية النسبية للجاذبية التي وضعها ألبرت أينشتاين التي وضعها في بداية القرن العشرين. تتضمن هذه النظرية على حد سواء جاذبية نيوتن، واجتازت بنجاح جميع الاختبارات التجريبية لمضمونها. وتوقعت النظرية النسبية العامة تزييفها للمكان زمان الذي يتناسب طردياً مع كثافة الطاقة الموزعة في مصادر المادة، من خلال تطبيق هذه النظرية لتوسع کوننا، وواحد من أفضل ما يمثله هو النموذج الكوني والذي يتم من خلاله تحدب الكون نفسه والذي يتطور مع الوقت. وبالمقابل تطور كثافة الطاقة ودرجة الحرارة، ونظراً لعمليات التوسع، فإن تخلخل المادة يصبح أكثر تطوراً وأبرد وفقاً للديناميكية الحرارية القياسية، وهكذا، ونتيجة لذلك من النسبية العامة، فإن تحدب الكون يصبح أصغر تدريجياً. من الواضح على وجه البداهة، وعلى وجه الخصوص، أن التوسع اللانهائي من شأنه أن يجعل الكون فارغاً تماماً ، ويعني هذا - أن المصطلحات النسبية الزمان والمكان لا تستخدم - ومن شأنه أن يميل كي يصبح مسطحاً.

وبطريقة مماثلة يمكن للمرء استخدام النسبية العامة لإثبات الذي في الماضي، عندما كان الكون أصغر وأكثر إحكاماً، وكذلك أسخن وأكثف، وأكثر بكثير مما هو مشوه عليه اليوم. وبالرجوع إلى الخلف تدريجياً إلى وقت الكثافة، ودرجة الحرارة تدريجياً وزيادة تحدب الكون دون قيود حتى نصل - في فترة طويلة، لكن محدودة الفاصل الزمني - كثافة غير محدودة، وحرارة وتحدب المفردة) الحالة.

إن فكرة مثل الحالة المنفردة (التي تم تحديدها مع الانفجار الكبير، والتي وضعت تقليدياً في وقت إحداثيات t = 0)، ربما تمثل مولد الكون الذي يستند على حقيقة أن المعادلات الديناميكية للنسبية العامة تفقد صلاحيتها على مجموعة من المؤشرات، ولا يمكن أن تمتد إلى أبعد من نقطة منفردة (في هذه الحالة الرجوع بالوراء للزمن هوt = 0).

بعبارة أخرى فإن الحلول لهذه المعادلات الديناميكية تعطي وصفاً (غير كامل) لزمان مكان والذي هو توسع لانهائي في الوقت، والتي تبدو ذات موضع متميز وغير سالك (مفيد) على بعد محدود من الملاحظ الطبيعي، والشيء نفسه من النسبية العامة للسيناريو الكوني والذي يؤدي حتما إلى وجود تفرد أولي، وفرض فكرة أن الانفجار الكبير كان بداية الزمان والمكان ولحظة ولادة الكون.

إذا كان لنا الالتزام الصارم بتنبؤات النظرية النسبية العامة، ينبغي أن نستنتج بعد ذلك أن الموضوع الرئيسي (الكون قبل الانفجار) هو شيء لا معنى له. قبل القفز لهذا الاستنتاج، ومع ذلك، هنالك سؤال لأنفسنا. هل أن توقع لا تكامل الزمان والمكان من قبل النسبية العامة هو خاصية طبيعية حقاً؟ أو فقط، خاصية رياضية لبعض المعادلات التي هي حقا مناسبة لوصف الزمان والمكان قرب الانفجار الكبير؟

هذه بالتأكيد مسألة شرعية في علم الفيزياء، حيث وقوع التفرد في كثير من الأحيان لا يتوافق مع أي كيان حقيقي، لكنها مجرد إشارة إلى أن يتم استقراء بعض القوانين الفيزيائية وراء عالم صحتها.

دعونا ننظر في ما يلي، مثالاً بسيطاً جداً ومعـروف. أثبتت قوانين النظرية الكهرومغناطيسية الكلاسيكية أن داخل الذرة نواة موجبة الشحنة تمارس قوة جاذبية على الإلكترون في الشحنة السالبة، وتزداد القوة المتبادلة كلما قل البعد بين الجسمين المشحونين (طبقاً لقانون كولمب المعروف). وعلى وجه الخصوص كلما تميل المسافة إلى الاقتراب من الصغر تصبح القوة ما لا نهاية بين النواة والإلكترون. من ناحية أخرى فإن الإلكترون الدائر سيشع بعيداً وتدريجياً طاقته، وبالتالي يتقلص مداره تدريجياً أقرب وأوثق إلى النواة.

ينبغي أن نخلص بعد ذلك وفقاً لقوانين الكهرومغناطيسية الكلاسيكية، بأن جميع الإلكترونات ستقع في نهاية المطاف في النواة، وتنهار الذرات إلى نقطة منفردة الحالة، وإن المادة العادية ستكون غير موجودة في الطريقة التي نعرفها. مثل هذا الوضع لن يحدث، ومع ذلك، بساطة لأن المسافات القصيرة ما يكفي من قوانين الفيزياء الكلاسيكية كي تكسر، وتأتي قوانين ميكانيكا الكم لأخذ دورها. ومع انهيار الإلكترون في النواة. قد تشير إلى مثال آخر أقل وضوحاً ومعرفة من قبل علماء الفيزياء. هو كثافة طاقة الإشعاع الحراري، والذي يحسب من خلال تطبيق قوانين الفيزياء الكلاسيكية والذي يسمى طيفاً Rayleigh-Jeans والذي توقع بالنمو غير المقيد لكثافة الطاقة مع تردد الإشعاع الحراري.

لكن مرة أخرى فإن تفرد الطاقة هذا يختفي، إذا ما أخذنا بعين الاعتبار الحاجة إلى استخدام ميكانيكا الكم لوصف سلوك المادة والإشعاع عند ترددات عالية بما فيه الكفاية رأي عند طاقات عالية بما فيه الكفاية). ويمكن إيجاد ذلك من تطبيق المبادئ المطلوبة من ميكانيكا الكم، هو أن كثافة الطاقة الحرارية تزداد أولاً مع التردد وتصل قيمتها العظمى مع القيمة المحددة للتردد، ويقل في نهاية المطاف عندما يصبح التردد إلى ما لانهاية، ويتبع . يسمى طيف بلانك (والذي يحمل اسم ماكس بلانك، وهو أحد مؤسسي الكم). وهنالك ظروف أخرى، ومع ذلك، حيث وقوع التفرد في ا المعادلات التي تصف النظام الطبيعي والذي يشير إلى بعض التغير المفاجئ في حالة النظام، والتي تتطلب إدخال متغيرات في علم ميكانيكا مختلفة وبدرجات متفاوتة من الحرية للوصف المناسب.

في هذه الحالة يمكن النظر في اعتبار مثال بسيط، مستمد من فيزياء الجسيمات. تتذكر أولا أن الطاقات المنخفضة بما فيه الكفاية (أي، أقل بكثير من طاقة نموذج الأوتار أو السلاسل) والمعروفة بالمادة الطبيعية - تتضمن أيضاً تلك الأشكال للمادة المنتجة اصطناعياً في المعجلات في انحاء العالم - التي يمكن استنساخها من مناسب من عاد صغير نسبياً من اللبنات الأساسية، والتي تسمى الجسيمات الأساسية، بعض هذه الجسيمات (في الواقع/ ما هي سوى جزء صغير من عددهم الإجمالي) مستقرة: هذا يعني أنها في بيئة معزولة تماماً، وأنها لا تزال في حالتها الأصلية، مع الإبقاء على خصائصها الفيزيائية دون تغيير للحصول على ما لانهاية من طول الزمن. ومع ذلك، فإن بعض الجسيمات غير مستقرة، حتى من دون أي تأثير خارجي، فإنها تضمحل أو تتحلل أي أنها تختفي، وتترك في مكانها اثنين أو ثلاثة من الجسيمات المختلفة (الأخف وزناً). يسمى متوسط زمن الانحلال هذا بالعمر أو زمن الحياة difetime ويعتمد على القوى المنتجة من ذلك الجوهر الغير مستقر.

اعتبر على سبيل المثال، الذرة، والتي تتألف من الإلكترونات (والتي هي جسيمات مستقرة)، والبروتونات (التي هي أيضاً مستقرة، بقدر ما تعلم)، والنيوترونات وهي مستقرة، لكن فقط داخل نواة الذرة.

ففي بيئة خالية (أي في الفراغ) يتحلل النيوترون مع العمر الزمني النموذجي ذي أجل 15 دقيقة، منتجاً ثلاث جسيمات مستقرة جديدة هم: بروتون، إلكترون، والنترينو. لكل من هذه الجسيمات (الوليدة حديثاً)، يمكن اعتبار عملية الانحلال هذه كنوع من (الانفجار الكبير) في مجال الفيزياء النووية للجسيمات. مثل هذه العملية المفاجئة الانفجار والتي أدت إلى ظهور هذه الجسيمات وبداية حياتهم، تعتبر على المقياس الجوهري، ومع أن هذه الجسيمات جاءت من لا شيء قبل أن تظهر. فهنالك نظام المقابلة المادية في الحالات الأولية وتمثل النيوترون والذي هو تحت تأثير بعض القوى التي تسمى التفاعلات الضعيفة والتي وصفت نظرياً لأول مرة من قبل - إنريكو فيرمي -)، فقد تحولت إلى حالة  جديدة متمثلة في ثلاث جسيمات مختلفة.

ليس هنالك شك في أن الوصف المادي للنظام يخضع لتغيير مفاجئ، عند انحلال النيوترون. ومع ذلك فإن الانحلال بحد ذاته لا يمثل أي حدود سالكة. وعلى نحو مماثل، فإن الانفجار الكوني الذي نخصه بالانفجار الكبير يمثل بالتأكيد بداية للحالة الراهنة للكون، أي الشكل الذي نلاحظه حالياً ومع ذلك، إذا افترضنا مسبقاً بأن الانفجار الكبير يجب أن يكون علامة على أصل المكان والزمان، فإن السؤال هو فيما إذا كان الكون موجوداً قبل حدوث الانفجار الكبير؟، وفي أي حالة كان الكون قبل الانفجار الكبير، ليصبح القول ذا معنى تام.

والسؤال المشروع الذي يمكن إنشاؤه بشكل طبيعي حول هذه النقطة هو:

لماذا يجب علينا معالجة الحالة المحتملة للكون قبل الانفجار الكبير، وبالتالي إلقاء الشكوك حول الفرضية – المقترحة والمدعومة من قبل النسبية العامة – إن الانفجار الكبير هو البداية الحقيقية على نحو فعال لكل شيء؟ الجواب على هذا بكل بساطة، هو النسبية العامة كما أكدنا سابقاً، هي النظرية الكلاسيكية.

لقد تم اختيارها بنجاح في درجات الحرارة، الكثافة، والانحناءات أو التحديات بأعلى كثيراً من تلك التي يمكن أن تلاحظ عالمنا من قبل التلسكوب العادي. لكن أقل بكثير تلك التي تلعب دوراً في الكون البدائي.

إن استخدام النسبية العامة بقرب الانفجار الكبير يعني الثقة في صحة هذه النظرية، ليس فقط وراء أي دليل تجريبي، ولكن أيضاً في نظام من حيث أسس سليمة أعادت أسباب التشكيك في شرعية النظرية الكلاسيكية. بالواقع، وفي نطاق الطاقات العالية جداً، و الأغشية ذات صلة، ومن المتوقع أن تكون خصائص الجاذبية مختلفة كثيراً عن تلك التي تنبأت بها النظرية النسبية العامة، وربما تكون هنالك مجالات وأنواع جديدة من التفاعلات القصيرة المدى، قد تأتي كنتيجة حتمية لقوانين فيزياء الكم.

من جهة أخرى، سيقودنا النموذج المعياري الكوني هو نفسه الذي يقودنا إلى استنتاج لا مفر منه بأن ميكانيكا الكم هي جنباً إلى جنب مع القوانين الفيزيائية المناسبة لوصف هذه المسألة على جداول المقاييس المجهرية، وهي العناصر الرئيسية التي تأخذ على محمل الجد للديناميكية البدائية لتوسع الكون، والعودة إلى الوراء للوقت المناسب. والوصول إلى العهود تعرض لها من خلال الضغط الكامل لبنية الكون وطاقته (ينتشر حالياً المليارات الكثيرة من المجرات) في منطقة ظاهرية لنا بحدود ضيقة جداً.

لقد كانت كثافة طاقة الكون في ذلك الوقت مرتفعة لدرجة لا تصدق مقارنة عما تلاحظه عادة في المقاييس الرصدية. يمكننا حساب ذلك باستخدام النظرية النسبية العامة. وإن الحصول على كثافة طاقة لمثل هذه المنطقة الصغيرة المدمجة والتي هي حوالي 1180 مرة الكثافة النموذجية لنواة الذرة (والتي هي بالفعل عالية جداً). يطلق على مثل هذه القيمة حدث الكثافة البلانكية Planckian limiting density، وهي قيمة العتبة المقابلة لظهور نظام  هندسة الكون والزمن ذاته (مع المادة) والتي يجب ان تخضع لقوانين ميكانيكا الكم.

لا تعرف النظرية النسبية العامة عن ميكانيكا الكم فيما إذا كانت تحقق لنا الخطوة من باب قدماً من دون تدخل النظام في الانفجار الكبير إذا جاز التعبير، لكن لا يمكن المضي توقعاتها التي لم يعد الاعتماد عليها طويلاً، ومن أجل وصف الكون بشكل صحيح عندما تقترب من نظام بلانك، فإن النظرية الكلاسيكية مثل النسبية العامة لا تكون كافية. وبدلاً من ذلك يجب أن تكون هنالك نظرية تستطيع أن تقدم الوصف الثابت ضمن إطار عمل الكم. مثل هذه النظرية لم تكن متوفرة، حينما تم تطوير النموذج المعياري، لقد جرت محاولات المضاربة على الحدود الإضافية لتوقعات النظرية النسبية العامة، لوصف ولادة الكون من ما لا نهاية من الحرارة، الكثافة، وحالة التحدب. والتي يعود من وراءها إلى الوحدانية الأولية والتي لا يوجد غيرها.

إن تطور المعرفة يساعدنا على حل كثير من الألغاز المجهولة لدينا حول الكون وتطوره، وقادت تطورات الفيزياء النظرية إلى الكثير منها نظرية الأوتار، والتي وفرت لنا أداة قوية جداً ، أ من حيث المبدأ. والذي يتيح الاندماج المتماسك لميكانيكا الكم، والجاذبية، ويوفر إطار عمل متسق يحتمل أن يكون قادراً على وصف هندسة الزمان مكان في نظام كثافة طاقة عالية للغاية مع التحدب. وهكذا أصبح من الممكن دراسة تطور الكون بالقرب من الانفجار الكبير، وحتى أبعد من ذلك عن طريق نظرية متينة وثابتة، سارية المفعول في كل الطاقات.

وفقاً للنموذج المعياري الكوني، والذي هو نموذج يوفر أسباب غرضية الانفجار الكبير باعتباره بداية من الصيغة المفردة (كل شيء)، فإن الكون في توسع والتحدب في التباطؤ باستمرار مع الزمن المناسب. ومن ثم يذهب إلى الوراء في الوقت المناسب إلى أن يصل إلى العهود التي تتميز بزيادة التحدب بتباطؤ تدريجي. وبالرجوع إلى الوراء بالزمن يتم الوصول إلى حالة العهود التي تتميز بزيادة التحدب. ينمو هذا النشاط حتى يصل حالة التحدب اللانهائي (طبقاً للتفرد، وثابت تقليدياً مع الوقت الأولي (0 = t). وأبعد من تلك النقطة لا يوجد وصف كلاسيكي ممكن.

ويتم تفسير ذلك، في سياق علمي، كإشارة لتطبيق بعض القوانين الفيزيائية من جانب عالم صحتها، حسب رأي الان جوت Alan Guth ، وبعبارة أخرى وفقاً لجوث، هنالك أمل ضئيل جدا لوصف المرحلة الأولى من الكون في النموذج المعياري الكوني. في وجود تعسف عال من التحدب، الطاقة، والكثافة، ويتوقف هذا على أن تكون نظرية أينشتاين للجاذبية سارية المفعول، ومرتبطة بالوصف الهندسي لزمان مكان الذي سيصبح بدون معنى، وبجانب مشكلة التفرد، هنالك أيضاً مسائل أخرى تتعلق بالنموذج المعياري الكوني هو الإشارة إلى الحاجة لتعديل قريب للزمن الأولي، حتى قبل الوصول لنظام الجاذبية الكمي، يتطلب مثل هذا التحوير أنه أو التعديل على وجه الخصوص في مرحلة ما في تطورها البدائي، هو يجب أن يخضع الكون لمرحلة من التوسع السريع للغاية والذي يطلق عليه (التضخم inflation).