Secondo la teoria della relatività di Einstein, la curvatura dello spaziotempo era infinita al big bang. Infatti, a questo punto tutti gli strumenti matematici falliscono, e la teoria crolla. Però, rimaneva l'idea che forse l'inizio dell'universo potesse essere trattato in modo più semplice, e che gli infiniti del big bang potrebbero essere evitati. Questa è stata infatti la speranza espressa dagli anni '80 dai noti cosmologi James Hartle e Stephen Hawking con la loro "proposta senza confini", e da Alexander Vilenkin con la sua "proposta tunnel". Ora gli scienziati del Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute/AEI) di Potsdam e del Perimeter Institute in Canada sono stati in grado di utilizzare metodi matematici migliori per dimostrare che queste idee non possono funzionare. Il big Bang, nella sua complicata gloria, conserva tutto il suo mistero.

Uno degli obiettivi principali della cosmologia è comprendere l'inizio del nostro universo. I dati della missione satellitare Planck mostrano che 13,8 miliardi di anni fa l'universo era costituito da un brodo caldo e denso di particelle. Da allora l'universo è in espansione. Questo è il principio principale della teoria del big bang caldo, ma la teoria non riesce a descrivere i primissimi stadi stessi, perché le condizioni erano troppo estreme. Infatti, mentre ci avviciniamo al big bang, la densità energetica e la curvatura crescono fino a raggiungere il punto in cui diventano infinite.

In alternativa, le proposte "no-boundary" e "tunneling" presuppongono che il minuscolo universo primordiale sia sorto dal tunneling quantistico dal nulla, e successivamente è cresciuto nel grande universo che vediamo. La curvatura dello spaziotempo sarebbe stata grande, ma finito in questa fase iniziale, e la geometria sarebbe stata liscia - senza confine (vedi Fig. 1, pannello di sinistra). Questa configurazione iniziale sostituirebbe il big bang standard. Però, per lungo tempo le vere conseguenze di questa ipotesi rimasero oscure. Ora, con l'aiuto di metodi matematici migliori, Jean-Luc Lehners, capogruppo presso l'AEI, e i suoi colleghi Job Feldbrugge e Neil Turok al Perimeter Institute, riuscito per la prima volta a definire in maniera precisa le teorie vecchie di 35 anni, e calcolarne le implicazioni. Il risultato di queste indagini è che queste alternative al big bang non sono vere alternative. Come risultato della relazione di incertezza di Heisenberg, questi modelli non solo implicano che gli universi lisci possono scavare dal nulla, ma anche universi irregolari. Infatti, più sono irregolari e accartocciate, il più probabile (vedi Fig. 1, pannello di destra). "Quindi la "proposta senza confini" non implica un grande universo come quello in cui viviamo, ma piuttosto minuscoli universi curvi che crollerebbero immediatamente", dice Jean-Luc Lehners, che guida il gruppo di "cosmologia teorica" ​​dell'AEI.

Quindi non si può aggirare il big bang così facilmente. Lehner e i suoi colleghi stanno ora cercando di capire quale meccanismo avrebbe potuto tenere sotto controllo quelle grandi fluttuazioni quantistiche nelle circostanze più estreme, permettendo al nostro grande universo di dispiegarsi.