Nguyên nhân dẫn đến sự hình thành vũ trụ vẫn là một dấu hỏi lớn chưa thể tìm được lời giải đáp thỏa đáng.
Không có học thuyết nào thực sự đủ tầm cỡ để thay thế Big Bang
Theo Futurism, hiện tại, Big Bang (Vụ nổ lớn) vẫn là học thuyết có độ tin cậy cao nhất để giải thích nguồn gốc của vũ trụ mà chúng ta biết. Tuy nhiên, đã có những nỗ lực để chứng minh rằng vũ trụ được sinh ra theo một cách thức đơn giản hơn rất nhiều; được chú ý nhất là giả thuyết "Không biên giới" của James Hartle và Stephen Hawking, hay giả thuyết "Đường hầm" của Alexander Vilenkin. Nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Vật lý Trọng lực Max Planck (Viện Albert Einstein/AEI) tại Potsdam và Viện Vật lý Lý thuyết tại Canada cho rằng không có cách nào để có thể phản biện lại Big Bang – hoặc ít nhất là chưa có.
Các nhà khoa học vẫn đang gặp rất nhiều khó khăn trong việc tìm kiếm lời giải cho nguồn gốc của vũ trụ.
Dựa vào những dữ liệu thu được từ sứ mệnh vệ tinh Planck, chúng ta biết được rằng vũ trụ được tạo ra từ các siêu vật chất có mật độ dày đặc và nhiệt độ cao từ 13,8 tỉ năm về trước. Từ đó, chúng bắt đầu giãn nở ra – và vẫn đang tiếp tục ở thời điểm hiện tại. Học thuyết về nguồn gốc của vũ trụ này được biết đến với cái tên Big Bang. Mặc dù chúng ta có thể mường tượng được rằng vũ trụ đã hình thành và phát triển như thế nào, các nhà vũ trụ học vẫn chưa thể giải thích được trạng thái của vũ trụ trước khi Big Bang diễn ra. Theo thuyết tương đối của Albert Einstein, mật độ năng lượng và độ cong của không-thời gian trong một vụ nổ lớn như vậy sẽ là vô hạn – một kỳ công rất khó để duy trì.
Do đó, các giả thuyết "Không biên giới" và "Đường hầm" được đưa ra như là những giải pháp thay thế. Họ cho rằng vũ trụ ở trạng thái ban đầu là hữu hạn, và nó phát sinh từ hư không, thông qua đường hầm lượng tử. Nhóm nghiên cứu của Viện Albert Einstein, do Jean-Luc Lehners làm trưởng nhóm, đã tính toán những khả năng của hai giả thuyết này và nhận ra rằng chúng không đủ tầm cỡ để thay thế Big Bang.
Vẫn còn là một điều bí ẩn chưa có lời giải
Lehners và các đồng nghiệp đã áp dụng Nguyên lí bất định của Heisenberg vào các mô hình toán học để kiểm tra các giả thuyết "Không biên giới" và "Đường hầm". Họ nhận ra những mô hình này dẫn đến kết luận rằng cả vũ trụ "trơn tru" và vũ trụ hình thành từ vụ nổ đều, theo lý thuyết, được tạo ra từ hư không. Hơn nữa, vũ trụ càng bất định, nổ càng lớn thì khả năng nó được hình thành từ các đường hầm càng cao. Một khởi đầu "trơn tru" có thể sẽ ngăn cản sự hình thành của vũ trụ mà chúng ta đã biết ngày nay.
Có giả thuyết cho rằng vũ trụ được tạo thành từ các "đường hầm" không gian. (ảnh: Jean-Luc Lehners).
Trong một buổi họp báo, ông Lehners phát biểu: "Giả thuyết "Không biên giới" không áp dụng với vũ trụ rộng lớn như nơi mà chúng ta sinh sống mà nó phù hợp hơn với những vũ trụ nhỏ bé, có thể bị phá hủy ngay lập tức". Như vậy, bất chấp những lỗ hổng có trong nguyên lý của mình, Big Bang không phải là thứ có thể bác bỏ một cách dễ dàng.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của Lehners không từ bỏ ý định của mình. Hiện tại, họ sẽ cố gắng tìm ra cơ chế hoạt động của những biến động lượng tử quy mô lớn, và thứ gì đã có khả năng kiểm soát chúng ở những điều kiện khắc nghiệt. Nhưng, khắc nghiệt hay không, đó chính là những điều kiện đã mở ra sự hình thành của vũ trụ hiện nay. Có vẻ như chúng ta càng cố gắng tìm hiểu nguồn gốc của vũ trụ, nó càng trở nên khó hiểu và gây nên sự mâu thuẫn – thậm chí vượt qua những giới hạn của khoa học. Cho đến khi chúng ta tìm được lời giải đáp thỏa đáng, Big Bang vẫn là "sự lựa chọn số một".