مارين بوجووالد، يکي از دانشمندان دانشگاه ايالتي پنسيلوانيا مي‌گويد: «نسبيت عام نمي‌تواند فيزيک کوانتوم را توضيح دهد». او همچنين مي‌گويد زماني که بخواهيم تکامل جهان را از انفجار بزرگ بفهميم، با اين نظريه به مشکل برمي‌خوريم. «شما به زماني برمي‌گرديد که تمام اين مقادير نامتناهي را از آن مشتق مي‌کنيد و در اين حالت، فيزيک کلاسيک ديگر به درد نمي‌خورد».
باور کليدي بوجووالد يکپارچه‌سازي معادلات کوانتومي با نسبيت عام است تا تصويري از آنچه ممکن است در نخستين لحظات تکامل عالم اتفاق افتاده باشد، حاصل شود. او به بررسي اين موضوع پرداخته و معادلات خود را در Physical Review Letters با نام «انفجار بزرگ تا چه حد کوانتومي است؟» مطرح کرده است.
بوجووالد براي ايجاد تصويري از آنچه در انفجار بزرگ (و حتي قبل از آن) اتفاق افتاده است، به آرامي عبارت‌هاي مختلفي را به معادلات خود افزوده است تا ويژگي‌هاي کوانتومي مختلفي را دخيل نمايد. او توضيح مي‌دهد: «برخي اوقات به آنها «نيروهاي اضافي» مي‌گويند و چيزي که ما بررسي کرديم، پيامدي از توانايي کميت‌ها براي نوسان در طول زمان مي‌باشد».
او مي‌افزايد: «رفتارهاي نوساني باعث مي‌شوند کميت‌ها در طول زمان تغيير کنند. ما چيزي را دوبار در دو زمان مختلف اندازه گرفته و نتايج مختلفي به دست مي‌آوريم». معادلات پيچيده‌اي که براي رسيدن به اين اطلاعات استفاده شدند، «منطقي بوده و مي‌توانند به ما بگويند چه اتفاقي مي‌افتد. اما ما تئوري کامل را نمي‌دانيم و تحليل اين معادلات هنوز بسيار مشکل است».
اما چيزي که اين رفتارهاي نوساني پيشنهاد مي‌کنند، تأييد برخي نظرات قبلي است. بوجووالد توضيح مي‌دهد: «ما با توجه به بالاترين چگالي انرژي ممکن، برخي از نظراتي را که قبلاً داشتيم، تأييد مي‌کنيم. در فيزيک کلاسيک شما عدد نامحدود داريد. با اثرات کوانتومي مي‌بينيم که بايد يک حد نهايي براي چگالي انرژي و دما وجود داشته باشد».
زماني که به اين مرزهايي نهايي مي‌رسيد، چه اتفاقي مي‌افتد؟ بوجووالد توضيح مي‌دهد: «يک امکان اين است که دنيا منبسط مي‌شود. در ابتدا يک دنياي جمع‌شونده داريم که چگال‌تر و چگال‌تر مي‌شود؛ زماني که اين دنيا به حد نهايي چگالي انرژي مي‌رسد، تبديل به دنياي منبسط شونده‌اي مي‌شود که مي‌بينيم».
سوال بعدي اين است که چه مدت اين نوسانات کوانتومي بر دنيا تأثير گذاشته است. بوجووالد مي‌گويد: «ما غالباً فکر مي‌کنيم که اين مدت زمان، بسيار کوتاه بوده است و شايد همينگونه باشد. اما با نوسانات کوانتومي مي‌تواند طولاني‌تر باشد. اين فرايند هم مي‌تواند بسيار کوتاه باشد و هم دنيا مي‌تواند مدت زمان طولاني‌تري را در حالت کوانتومي گذرانده و سپس با رسيدن به حد نهايي چگالي انرژي، شروع به انبساط کرده باشد».تمام اينها بستگي به حالت کوانتومي عالم در آن زمان دارد. اينکه دنيا منقبض شده، نوسان کرده، و يا منبسط شود، به حالت کوانتومي آن وابسته است.
درک چگونگي تکامل عالم مي‌تواند به سوالات ديگري نيز پاسخ دهد. «با وجودي که مدل‌هاي دنياي اوليه پيچيده به نظر مي‌آيند، اما در مقايسه با واقعيت، ساده‌ترين مدل‌هاي رياضي هستند که مي‌توانند وجود داشته باشند. از يک جهت اين نظر مي‌تواند به ما کمک کند فيزيک بنيادي را درک کنيم».
باور کليدي بوجووالد يکپارچه‌سازي معادلات کوانتومي با نسبيت عام است تا تصويري از آنچه ممکن است در نخستين لحظات تکامل عالم اتفاق افتاده باشد، حاصل شود. او به بررسي اين موضوع پرداخته و معادلات خود را در Physical Review Letters با نام «انفجار بزرگ تا چه حد کوانتومي است؟» مطرح کرده است.
بوجووالد براي ايجاد تصويري از آنچه در انفجار بزرگ (و حتي قبل از آن) اتفاق افتاده است، به آرامي عبارت‌هاي مختلفي را به معادلات خود افزوده است تا ويژگي‌هاي کوانتومي مختلفي را دخيل نمايد. او توضيح مي‌دهد: «برخي اوقات به آنها «نيروهاي اضافي» مي‌گويند و چيزي که ما بررسي کرديم، پيامدي از توانايي کميت‌ها براي نوسان در طول زمان مي‌باشد».
او مي‌افزايد: «رفتارهاي نوساني باعث مي‌شوند کميت‌ها در طول زمان تغيير کنند. ما چيزي را دوبار در دو زمان مختلف اندازه گرفته و نتايج مختلفي به دست مي‌آوريم». معادلات پيچيده‌اي که براي رسيدن به اين اطلاعات استفاده شدند، «منطقي بوده و مي‌توانند به ما بگويند چه اتفاقي مي‌افتد. اما ما تئوري کامل را نمي‌دانيم و تحليل اين معادلات هنوز بسيار مشکل است».
اما چيزي که اين رفتارهاي نوساني پيشنهاد مي‌کنند، تأييد برخي نظرات قبلي است. بوجووالد توضيح مي‌دهد: «ما با توجه به بالاترين چگالي انرژي ممکن، برخي از نظراتي را که قبلاً داشتيم، تأييد مي‌کنيم. در فيزيک کلاسيک شما عدد نامحدود داريد. با اثرات کوانتومي مي‌بينيم که بايد يک حد نهايي براي چگالي انرژي و دما وجود داشته باشد».
زماني که به اين مرزهايي نهايي مي‌رسيد، چه اتفاقي مي‌افتد؟ بوجووالد توضيح مي‌دهد: «يک امکان اين است که دنيا منبسط مي‌شود. در ابتدا يک دنياي جمع‌شونده داريم که چگال‌تر و چگال‌تر مي‌شود؛ زماني که اين دنيا به حد نهايي چگالي انرژي مي‌رسد، تبديل به دنياي منبسط شونده‌اي مي‌شود که مي‌بينيم».
سوال بعدي اين است که چه مدت اين نوسانات کوانتومي بر دنيا تأثير گذاشته است. بوجووالد مي‌گويد: «ما غالباً فکر مي‌کنيم که اين مدت زمان، بسيار کوتاه بوده است و شايد همينگونه باشد. اما با نوسانات کوانتومي مي‌تواند طولاني‌تر باشد. اين فرايند هم مي‌تواند بسيار کوتاه باشد و هم دنيا مي‌تواند مدت زمان طولاني‌تري را در حالت کوانتومي گذرانده و سپس با رسيدن به حد نهايي چگالي انرژي، شروع به انبساط کرده باشد».تمام اينها بستگي به حالت کوانتومي عالم در آن زمان دارد. اينکه دنيا منقبض شده، نوسان کرده، و يا منبسط شود، به حالت کوانتومي آن وابسته است.
درک چگونگي تکامل عالم مي‌تواند به سوالات ديگري نيز پاسخ دهد. «با وجودي که مدل‌هاي دنياي اوليه پيچيده به نظر مي‌آيند، اما در مقايسه با واقعيت، ساده‌ترين مدل‌هاي رياضي هستند که مي‌توانند وجود داشته باشند. از يک جهت اين نظر مي‌تواند به ما کمک کند فيزيک بنيادي را درک کنيم».
