Law of attraction vs Lykke

Ideen om tankenes kraft er ikke ny. Den indiske guruen Paramahansa Yogananda anbefalte mennesker å visualisere den fremtiden de drømte om og lade den med energi i form av konsentrasjon. Buddha sa at vi er hva vi tenker. «Alt vi er begynner med tanker. Med tankene våre skaper vi verden.» I Bibelen finner vi utsagnet: «Be og du skal få ... hvis du har tro er ingenting umulig». Lignende tanker finner vi igjen i sannsynligvis de fleste, om ikke alle trosretninger. 

I kassasuksesen “The Secret” har man samlet essensen i disse utsagnene og kalt dem for Law of attraction, loven om tiltrekning. Loven er ikke fundamentert i noe religiøst men har i stedet trukket på prinsipper hentet fra kvantefysikk.  I nesten hundre år har resultatene fra eksperimenter slått fast at den fysiske virkeligheten rundt oss ikke er like “hard” som vi er lært opp til eller sanser i det daglige. Kvantefysikk har vist oss en verden der materiens byggeklosser påvirkes og gis eksistens ut i fra om vi observerer dem eller ikke. Denne forbindelsen mellom vår indre subjektive verden og den “objektive”, danner grunnlaget for å hevde at vi skaper vår egen virkelighet.

Loven om tiltrekning går dermed ut på at man tiltrekker seg det man fokuserer på. Det betyr at alt det som skjer deg i livet er en konsekvens av dine ubevisste og bevisste tankemønstere. En positiv instilling til livet og en bevisstgjøring av hva man drømmer om er grunnleggende forutsetninger for å lykkes I å tiltrekke seg det man ønsker. En annen viktig forutsetning er at man lærer seg å lytte og følge sin egen intuisjon. Dersom man har disse tre tingene på plass har man et godt utgangspunkt for å begynne å “bøye” virkeligheten.

Et helt sentralt poeng som ikke kommer godt frem i “The secret” er at det man ønsker seg i øyeblikket ikke nødvendigvis er det som gjør en lykkelig på lang sikt. Fremstillingen i the Secret har et svært materialistisk fokus, Dersom man fokuserer for mye på materialistiske drømmer ender man opp med å gjøre verden fattigere og mer endimensjonal. Det fører til at vi ikke i tilstrekkelig grad er i stand til å verdsette mer kvalitative aspekter ved livet som tilgang på ren natur, tid for oss selv og våre nærmeste. Vi bør derfor ikke vende blikket så mye utover for å finne lykken slik ”The secret” ber oss om men heller vende det innover. Det krever at vi er villig til å bruke tid og energi på å finne ut hvem vi virkelig er og hva vi ønsker ut av livet. Dette er en prosess som kan være lang og smertefull men gevinsten er at vi kan finne en mening som er mer i tråd med vårt indre følelsesliv. På den måten øker vi sjansen for å bli lykkelig fordi livet reflekterer i større grad våre indre verdier.

Maslow

Undersøkelser blant psykologer viser at noen er født med et høyere naturlig ”lykkenivå” enn andre men at det er mulig å øke vår følelse av lykke dersom man finner en mening i tilværelsen og en indre ro. Vi kan derfor til en hvis grad velge vårt eget lykkenivå ved å endre på vår oppfatning av oss selv og verden vi lever i. Så hvordan finner man sin egen mening? Hvordan blir man lykkelig? En som tenkte mye over hva som gjør oss lykkelige var den amerikanske psykologen Abraham Maslow. Han mente at lykke var et resultat av at man var i stand til å fylle et sett med behov. Jo flere behov vi får tilfredstilt, jo friskere og lykkeligere blir vi.

Sentralt i Maslows tenkning var at de menneskelige behovene kunne rangeres hierarkisk etter hvor viktige de er. Jo flere behov i pyramiden vi får tilfredstilt, jo friskere og lykkeligere blir vi. En forutsetning er at man først må oppfylle de nederste behovene før man kan tilfredsstille ønskene på de høyere trinnene. Det betyr at før du kan snakke om å realisere deg er du nødt til å få dekket de fysiologiske behovene vi alle har for å puste, spise, drikke og hvile. Så fort vi får tilfredstilt disse melder behovet vi alle også har for sikkerhet og stabilitet i hverdagen. Vi er avhengig av beskyttelse mot vær og vind, smerter og annet ubehag og fravær av angst og frykt. Hvis vår trygghet trues blir det meste uvesentlig. Etter hvert som man beveger seg oppover pyramiden blir behovene mer menneskelige. Det tredje nivået handler om behovet vi alle har for kjærlighet og en følelse av tilhørighet og aksept. Det søker vi gjennom meningsfulle forhold til familie, venner, arbeidskolleger eller en partner. Det fjerde nivået i pyramiden går på behovet vi alle har for anerkjennelse av våre omgivelser. Vi ønsker å føle oss verdsatt. Dersom vi ikke gjør det ender vi opp med å ikke tro på oss selv og drømmene våre. På toppen av Maslows behovs hierarki kommer de individuelle forskjellene i drømmer og behov til frem. Her finner vi behovet for selvrealisering. Det går på å oppfylle sine drømmer og mål ved å stole på seg selv gjennom å bruke sine evner i form av talenter, kreativitet og kunnskap. Et selvrealisert menneske er en person som har funnet seg selv og representerer dermed den ultimate vestlige drømmen.

Noen år etter at Maslow lanserte behovspyramiden kom han frem til at selvrealisering ikke representerte toppen av de menneskelige behov. Maslow mente at personer som har tilfredstilt behovet for selvrealisering kan klatre videre og oppnå en tilstand hvor man ikke bare ser sitt eget potensial men også resten av menneskehetens. Når man befinner seg på dette nivået i pyramiden identifiserer man seg med kosmos. I følge Maslow var det derfor essensielt at vi må søke etter noe som er større enn oss selv dersom vi ønsker å bli så lykkelig som mulig.

Teorien om at de menneskelige behovene kan rangeres har etter hvert møtt en del motstand. Kritikere peker på at modellen er altfor statisk og lineær i sin tankegang ettersom våre behov kan endre seg på et øyeblikk. Behov er også kulturelt betinget. I en rekke kulturer er det for eksempel viktigere å fokusere på familien eller åndelig vekst fremfor individuell selvrealisering. Det essensielle i Maslows teori er ikke om det er mulig å rangere behovene våre ut i fra hvor viktige de er men at den peker på nødvendigheten av at vi må utvide vår bevissthet og rette den mot noe som er større enn oss selv. Hvis vi ser dette i sammenheng med loven om tiltrekning så innebærer dette at vi må se drømmene våre i et større perspektiv enn kun gjennom individuell tilfredsstillelse. Vi må lære oss å se at vi er en del av alt. Da vil lykken finne deg enten drømmen går i oppfyllelse eller ikke. 

Vi bør få et kulturelt paradigme skifte!

Dagens vitenskapsbaserte virkelighetsoppfatning er basert på et materialistisk verdensbilde hvor verden kan forklares ut i fra hvordan små biter av materie klumper seg sammen og bygger opp en solid verden rundt oss. I sin ytterste konsekvens fører dette verdens synet til et endimensjonalt og fattig verdensbilde. Til tross for at det materialistiske verdensbildet føles ”virkelig” ser vi nå en annen virkelighetsoppfatning tre frem. Ved å sette sammen innsikt fra fysikk, psykologi og filosofi oppstår et nytt verdensbilde. Det viser et univers hvor alt er forbundet på tvers av tid og rom og hvor det klassiske skillet som vi oppfatter eksisterer mellom den eksterne objektive verden og vår indre subjektive verden viskes ut.


På begynnelsen av nitten hundre tallet oppstod to av de mest banebrytende vitenskaplige teoriene i historien. Den første ble lansert i 1905 da Albert Einstein publiserte sin Spesielle relativitets teori. Den beskrev et univers der tid og rom ikke var absolutte og separate fenomener men relative. Det innebar at tid og rom ikke lenger kunne betraktes som separate fenomener slik Newton hadde trodd men istedenfor var uløselig knyttet sammen i en helhet kalt et romtid kontinuum. Relativitetsteorien viste oss et univers der det ikke fantes noen forskjell mellom fortid, nåtid og fremtid. Tid er som en juvel som vi bare kan betrakte fra en side om gangen mens i virkeligheten har ingen av sidene en spesiell plass i forhold til de andre. Tid simpelthen er.
Det førte til at man i ikke lenger kunne enes om verken tid eller avstand slik Newton trodde. I følge Einstein finnes det ikke noe universelt tidspunkt. Det vil si at når vi ser at klokken er tolv så kan vi ikke konkludere med at den er tolv i resten av universet. Einstein viste med relativitetsteorien at et hvert tidspunkt er avhengig av den som observerer. Dette er ikke bare en teorietisk kuriositet men er blitt bevisst en rekke ganger gjennom vitenskaplige eksperimenter. Første gang var i 1971 da J. Haefele og R. Keating foretok et eksperiment for å måle effekten av tidsforskyvningen som relativitetsteorien tilsier. Eksperimentet benyttet to atomklokker som ble synkronisert til å vise samme tid. Den ene klokken ble sendt ombord i et passasjerfly mens den andre ble igjen på bakken. Da flyet landet sammenlignet man tiden mellom klokkene og kunne konstatere at det hadde oppstått en forskjell på ett par milliarddels sekund. Ettersom flyet beveger seg i snegle fart i forhold til lyshastigheten på 300 000 km i sekundet er ikke effekten særlig stor, men den er likevel målbar.
For å illustrere hvor merkelig dette er kan man se for seg at man har to tvillinger hvor en blir igjen på jorden mens den andre reiser ut i et romskip som kan bevege seg i nærheten av lyshastigheten. Når tvillingene møtes igjen har tiden for den som ble igjen på jorden gått raskere enn den som reiste ut i rommet. Effekten kan føre til at aldersforskjellen mellom dem blir mange år. Relativitetsteorien lagde dermed en knekk i ideen om en objektiv virkelighet fordi den er avhengig av hvem som observerer.

Einstein var også sentral i den neste store vitenskapsrevolusjonen. I motsetning til relativitetsteorien som er opptatt av hvordan universet fungerer på stor skala, er kvantefysikk opptatt av hva som foregår på mikronivå. Det gikk lang tid før teorien ble akseptert blant fysikere og selv Einstein som var en grunnleggerne av teorien brukte store deler av livet sitt på å forsøke å motbevise den. På tross av hans iherdige forsøk på å finne feil ved den, har teorien blitt stående som en av de mest suksessrike vitenskaplige teoriene noensinne og de merkelige konsekvensene har blitt bevisst eksperimentelt mange ganger.
Kvantefysiske eksperimenter viser at to partikler kan dele noe som kalles for en kvantetilstand. Når partiklene er i denne tilstanden skapes det en forbindelse mellom dem som går på tvers av tid og rom. Når to partikler er forbundet med hverandre på denne måten så merker den ene partikkelen om det foretaes en måling på den andre. Det spiller ingen rolle om partiklene er på hver sin side av universet. Med engang man foretar en måling på den ene, påvirkes den andre øyeblikkelig. Dette er merkelig fordi i følge Einsteins relativitets teori skal ingenting kunne bevege seg raskere enn lysets hastighet. Det burde derfor tatt milliarder av år før partikkelen på den andre siden av universet merket at vi hadde observert den som ble igjen på jorda. Hvis ingenting kan bevege seg raskere enn lyset, hvordan kan da to partikler som befinner seg milliarder av lysår fra hverandre rekke å motta informasjon om at vi foretar en måling på den andre partikkelen? Ingen har klart å forklare hvordan dette er mulig. Det vi imidlertid kan si med sikkerhet er at både kvantefysikk og relativitetsteorien viser gang på gang at det finnes forbindelser i universet som går utover vår intuitive forståelse av hvordan rom og tid henger sammen.

Ikke nok med at begge teoriene forteller oss at vi må betrakte universet som en enhet, vi må også ta inn over oss at en observatør har en helt sentral rolle i å definere hva som er virkelig. Det er en av de viktigste konsekvensene ved det nye verdensbildet som vokser frem. Kvantefysikk viser oss en verden hvor den fysiske virkeligheten rundt oss ikke er bygget opp av bitte små biter av materie. Resultater fra eksperimenter tilsier at før vi observerer en sub atomisk partikkel eksisterer den kun som et potensial. Matematisk sier man at materie på atom nivå ikke kan regnes som små klinke kuler men heller må betraktes som en bølge av sannsynlighet. Kun når vi foretar en måling for å lokalisere partikkelen kollapser sannsynlighetsbølgen og partikkelen får en konkret eksistens og dermed blir ”solid”. Den fysiske virkeligheten rundt oss kan derfor sies eksistere i to motstridende tilstander. En som er solid og en som er et potensial.

Merkverdighetene rundt kvantefysikk og hva det forteller oss om verden stopper ikke med det. Resultater fra eksperimenter forteller oss at vi kan bestemme hvilket aspekt av virkeligheten som skal fremstå. Enten kan vi velge å se at materie er å regne som en bølge eller som en partikkel. Det betyr rett og slett at vår intensjon eller vilje er med på å gjøre virkeligheten rundt oss solid! Den tidligere nobel pris vinneren i fysikk Eugene Wigner mente at resultatene fra kvantefysikk viser at vår bevissthet er en hel fundamental egenskap ved universet på lik linje med rom, tid, energi og materie. I følge Wigner lever vi derfor ikke i et rom-tid kontinuum men et rom-tid-bevissthets kontinuum.
En som tok dette et skritt lenger var fysikeren John Wheeler som blant annet er kjent for å ha kommet opp med navnet sorte hull for å beskrive de supermassive objektene som finnes overalt i universet. Wheeler var en størrelse innen fysikk kretser. Han var kollega av både Einstein og Niels Bohr og har fungert som en mentor for mange av de ledende fysikerne i dag.
Wheeler tenkte seg at Universet fungerte som en enorm feedback-loop eller en tilbakekoblings mekanisme hvor vi som observatører bidrar til å skape ikke bare nuet og fremtiden men også fortiden. I følge Wheeler strekker denne påvirkningen vi har på virkeligheten helt tilbake til universets begynnelse. Ved at vi observerer universets begynnelse er vi med på velge en av mange mulige historier for universet. Wheeler baserte dette på et eksperiment som han hadde kommet opp med kalt ”forsinket-valg-eksperiment. Det viser at vi ikke bare påvirker en partikkel når vi observerer den, men at denne påvirkningen også strekker seg tilbake i tid. Wheeler var ikke en ensom ulv i fysikk kretser ved å hevde dette. Også den verdens kjente fysikeren Stephen Hawking deler Wheelers syn på at vi som observatører muligens er med på å påvirke universet bare ved å observere det.
Dersom vi skal ta disse teoriene seriøst peker det i en retning av et univers som ikke er som en statisk og objektiv scene som vi blir født inn i men et dynamisk og vekselvirkende sted, hvor vi som bevisste observatører er med på å skape vår egen virkelighet.

Romskipet jorden

Dersom du var en del av en besetning som skulle reise til et annet solsystem så ville en av forutsetningene være at man måtte ha strenge regler for ressursbruk og reproduksjon ombord på skipet. Avstandene i rommet er så ufattelig store at selv om vi skulle klare det utenkelig å reise i nær lysthastighet, ville turen uansett tatt mange år. Det ville d

erfor vært absolutt nødvendig at man kontrollerte befolkningsveksten ombord i romskipet for å ikke forbruke mer ressurser enn det man kunne produsere og gjenvinne. Både energi og material forbruk må være i balanse for at en slik tur skal være

mulig. Til tross for at logikken i dette er åpenbar, taes den ikke i bruk ombord i romskipet jorden. Akkurat som et romskip suser jorda gjennom universet med en hastighet på nesten 30 kilometer i sekundet. Den eneste forskjellen på et romskip og jorda er størrelsen. Når man ser på den eksponensielle veksten i antall mennesker vi har hatt de siste to hundre årene er det åpenbart at selv et romskip på størrelse med jorden har sine begrensninger.

Hovedårsaken til den enorme befolkningsveksten og vår materielle velstand er at vi på slutten av 1800 tallet brått fikk tilgang på store mengder med lett tilgjengelig energi. Thomas Hartman skriver i boken The last hours of ancient sunlight at alt begynner med sollys. Planter bruker solenergi til å vokse og er og i stand til å lagre den. Dyr eller mennesker kan så spise planten for å få tilgang på denne energien. I tusenvis av år var dermed befolkningen begrenset av hvor mye sollys som falt ned på jorden og hvor mye av det som ble tatt opp av planter og dyr. Dette skapte en naturlig begrensing på hvor mange mennesker som fantes på kloden.
Etter hvert oppdaget vi at vi kunne utnytte dyrenes energi til å trekke plog. Dette energi tilskuddet førte til at produktiviteten i jordbruket gikk opp og dermed sikret vi oss bedre

energitilgang fordi vi fikk tilgang på mer mat.
For omlag 900 år siden kom det en stor endring da mennesker i Europa og Asia oppdaget at naturen hadde lagret store skattkamre av eldgammelt sollys. Vi oppdaget kull. Oppdagelsen førte til at vi kunne bruke energien i kull til å skape varme i stedet for å hente ut energien som hadde blitt lagret i trær . Ved å fjerne behovet for å bruke ved som fyringsmiddel kunne vi rydde store områder med skog slik at vi fikk mer plass til beitemarker for dyr og dyrking av jord. Dette økte tilgangen på energi og dermed begynte befolkningen å vokse for alvor. Fra rundt 500 millioner mennesker ved år 1000 til rundt en milliard på begynnelsen av 1800 tallet.

Det neste store spranget kom rett etter at man hadde oppdaget olje i Romania i 1850 men oljealderen startet først ni år senere da man oppdaget olje i Pennsylvania i USA. Denne enorme kilden til gammel solenergi førte til at befolkningsveksten eksploderte. Oljen gav energi til den industrielle tidsalderen og gjorde oss i stand til å utnytte maskiner i stedet for kraften fra dyr i jordbruket. Det førte til en kolossal produktivitets vekst i landbruket som da ble brukt til å støtte opp under en stadig voksende befolkning.
I dag hviler hele vår sivilisasjon på at vi har tilgang på billig energi og olje. Olje ligger til grunn for absolutt alle prosesser i samfunnet fra transport og matproduksjon til underholdning. Tilgang på billig energi form av olje står derfor øverst på agendaen til alle nasjoner. Med tanke på hvor viktig olje er det ganske skremmende å tenke på at de fleste eksperter innen olje industrien er enig om at vi i disse dager har nådd toppen av oljeproduksjonen.
Det finnes alltids uenighet over hvor store reserver av olje som finnes. De mest optimistiske anslagene lyder på rundt 3000 milliarder fat utvinnbar olje, mens de mer nøkterne heller til i underkant av 2000 milliarder fat. Av dette er mer enn 1000 milliarder fat oppbrukt pr. 2009. Spennet i vurderingen av hva som er tilbake strekker seg altså fra 1000 til 2000 milliarder fat. Med tanke på at Olje er en ressurs som det finnes en gitt mengde av og verden forbruker noe sånt som 85 millioner fat om dagen, er det ikke mange årene igjen før oljen tar slutt. Ettersom befolkningen fortsetter å vokse med noe sånt som 75 millioner mennesker i året vil det være med på å legge ytterligere press på de begrensede oljeresursene. Knapphet på olje vil føre til en global økonomisk depresjon som er langt mer dramatisk enn dagens finanskrise. Ettersom tilgang på billig olje ligger til grunn for alt vi foretar oss risikerer vi en fullstendig kollaps av den globale industrielle sivilisasjonen innen få år.

Synkronisering

Alle har opplevd det en eller annen gang. Man tenker på noen som man ikke har sett på en stund og så plutselig dukker de opp. Eller at man plukker opp røret og den andre personen er på linjen før man i det hele tatt har ringt. Er det bare snakk om selektiv oppfattelse av at ting har en meningsfull sammenheng utover det normale slik skeptikere hevder eller kan det ligge noe mer i det?

Den sveitsiske psykiatrikeren Carl Gustav Jung mente at den vanlige oppfattelsen av hvordan hendelser hang sammen ikke alltid var i stand til å forklare enkelte av livets tilfeldigheter. Der hvor man ikke kan påvise en direkte årsaks sammenheng mellom to hendelser men hvor det allikevel finnes en meningsfull forbindelse, mente Jung at det fantes et helt annerledes prinsipp som opererte som han kalte synkronitet. Et prinsipp som gav indikasjon på at det finnes en underliggende orden i universet. Jung hadde en rekke slike eksempler men det mest kjente skjedde da han så til en pasient som fortalte om drømmene sine hvor hun hadde drømt om en gylden Skarabé. Mens hun fortalte dette hørte plutselig Jung en lyd mot vinduet og gikk bort og åpnet det. Han fanget et insekt i luften og det viste seg å være den nordlige versjonen av den gyllne skarabé som pasienten drømte om. I henhold til de gamle egypterne representerer Skarabeen gjenfødelse. Jung tolket dette som en synkronisert hendelse hvor meningen med både drømmen og insektet i rommet indikerte at kvinnen måtte gjenfødes fra sin over rasjonelle væremåte. For Jung representerte denne type hendelser et bevis på at det finnes en underliggende mening i det som skjer rundt oss som forbinder vår subjektive mentale verden med den objektive. Den ytre verden krystalliseres og bekrefter den indre mentale prosessen.
Forfatteren Deepak Chokra forteller at livet hans inneholder så mye synkronitet at hver gang han tar et fly så forventer han at passasjeren ved siden av vil vise seg å være overraskende viktig for ham. Enten i form av å komme med et nytt perspektiv som gjør at han kan løse et problem eller et manglende ledd for å kunne gjennomføre noe.

Nært beslektet med synkronisering er den gode gamle magefølelsen som vi kaller intuisjon. Den indre stille visshet. Intuisjon er en måte vi kan oppnå innsikt og kunnskap på en urasjonell måte. Når vi får den er det ofte ingen årsaksvirkning sammenheng i hvordan vi oppnår innsikt. Vi vet noe, men vi vet ikke hvordan vi vet det. Et betimelig spørsmål er hvor denne kunnskapen kommer fra? Rent personlig oppleves det som vi på en måte snakker med oss selv men det føles samtidig som om stemmen både eksisterer i en og utenfor en på samme tid. I bestselgeren Himmelske samtaler av den amerikanske forfatteren Neil Donald Walsh er denne dialogen omtalt som en samtale mellom Walsh og gud. Ettersom vi er en del av universet kan man si at samtalen er en slags mekanisme for helheten å snakke til enkeltdelene.

På overflaten kan synkronisering og intuisjon virke som noe av det samme ved at begge fenomenene inneholder innformasjon som gir mening. Forskjellen ligger i at intuisjon kommer fra det indre mens synkronisering er knyttet til eksterne hendelser. På tross av denne kosmetiske forskjellen er fenomenene så nært knyttet til hverandre at noen utvikler intuisjonen ved å bruke synkronisering som et verktøy. Hver gang de får en indre trang eller melding så følger de den og ser hva som skjer. Hvis noe meningsfylt kommer ut av det blir det en bekreftelse på at de er på rett kurs og at man kan stole på budskapet som kommer fra den indre stemmen. Dersom man skal utvikle sin intuisjon og oppnå synkronitet må man kultivere en holdning og tankegang som går på at man er åpen, mottakelig og ikke dømmende. Man må i tillegg bestemme seg for at man følger de indre rådene man får. Klarer man det vil man kunne komme inn i en tilstand som best kan beskrives som å være i ”flow”. Ikke ulik en slik tilstand som topputøvere innen ulike disipliner oppnår når de gjør det de er best til. En slik tilstand kjennetegnes av at man føler at universet virker med en fordi man er synkronisert. Det som gjør det vanskelig å komme inn i flow er at vårt rasjonelle sinn som vi har fremdyrket de siste århundrene ikke stoler på budskapet den indre stemmen kommer med. Det kan også være vanskelig å lære seg til å høre hva stemmen virkelig sier men med litt trening vil man etter hvert finne den. Det vil være en slags indre stille visshet. En kilde av kunnskap som er forbausende stor og klok.
Det å trene opp en slik dialog og lære seg å bli mer intuitiv er derfor essensielt dersom man skal oppfylle sine drømmer. Det fører til at man opplever at man er synkronisert og til slutt begynner å se at vi lever i en verden som forbundet på flere plan utover det vi kan forstå.

Fremtidens teknologi

Fascinerende klipp som viser fysikerne Bob Lazar snakke om hvordan man kan bruke gravitasjonsbølger som fremdrifts middel.
For meg virker han meget overbevisende og det er ingenting av det han sier som går i mot vår gjeldende forståelse av hvordan gravitasjon og rom-tid kontiuumet henger sammen.

http://www.youtube.com/watch?v=u9zoKGaf3AU&feature=email

Double Slit Experiment

Dr Quantum - Double Slit Experiment - video powered by Metacafe

Big Bang or Big Bounce?

Big Bang or Big Bounce?: New Theory on the Universe's Birth
Our universe may have started not with a big bang but with a big bounce—an implosion that triggered an explosion, all driven by exotic quantum-gravitational effects
By Martin Bojowald


Atoms are now such a commonplace idea that it is hard to remember how radical they used to seem. When scientists first hypothesized atoms centuries ago, they despaired of ever observing anything so small, and many questioned whether the concept of atoms could even be called scientific. Gradually, however, evidence for atoms accumulated and reached a tipping point with Albert Einstein’s 1905 analysis of Brownian motion, the random jittering of dust grains in a fluid. Even then, it took another 20 years for physicists to develop a theory explaining atoms—namely, quantum mechanics—and another 30 for physicist Erwin Müller to make the first microscope images of them. Today entire industries are based on the characteristic properties of atomic matter.

Physicists’ understanding of the composition of space and time is following a similar path, but several steps behind. Just as the behavior of materials indicates that they consist of atoms, the behavior of space and time suggests that they, too, have some fine-scale structure—either a mosaic of spacetime “atoms” or some other filigree work. Material atoms are the smallest indivisible units of chemical compounds; similarly, the putative space atoms are the smallest indivisible units of distance. They are generally thought to be about 10–35 meter in size, far too tiny to be seen by today’s most powerful instruments, which probe distances as short as 10–18 meter. Consequently, many scientists question whether the concept of atomic spacetime can even be called scientific. Undeterred, other researchers are coming up with possible ways to detect such atoms indirectly.

The most promising involve observations of the cosmos. If we imagine rewinding the expansion of the universe back in time, the galaxies we see all seem to converge on a single infinitesimal point: the big bang singularity. At this point, our current theory of gravity—Einstein’s general theory of relativity—predicts that the universe had an infinite density and temperature. This moment is sometimes sold as the beginning of the universe, the birth of matter, space and time. Such an interpretation, however, goes too far, because the infinite values indicate that general relativity itself breaks down. To explain what really happened at the big bang, physicists must transcend relativity. We must develop a theory of quantum gravity, which would capture the fine structure of spacetime to which relativity is blind.

The details of that structure came into play under the dense conditions of the primordial universe, and traces of it may survive in the present-day arrangement of matter and radiation. In short, if spacetime atoms exist, it will not take centuries to find the evidence, as it did for material atoms. With some luck, we may know within the coming decade.

Pieces of Space
Physicists have devised several candidate theories of quantum gravity, each applying quantum principles to general relativity in a distinct way. My work focuses on the theory of loop quantum gravity (“loop gravity,” for short), which was developed in the 1990s using a two-step procedure. First, theorists mathematically reformulated general relativity to resemble the classical theory of electromagnetism; the eponymous “loops” of the theory are analogues of electric and magnetic field lines. Second, following innovative procedures, some that are akin to the mathematics of knots, they applied quantum principles to the loops. The resulting quantum gravity theory predicts the existence of spacetime atoms [see “Atoms of Space and Time,” by Lee Smolin; Scientific American, January 2004].

Other approaches, such as string theory and so-called causal dynamical triangulations, do not predict spacetime atoms per se but suggest other ways that sufficiently short distances might be indivisible [see “The Great Cosmic Roller-Coaster Ride,” by Cliff Burgess and Fernando Quevedo; Scientific American, November 2007, and “The Self-Organizing Quantum Universe,” by Jan Ambjørn, Jerzy Jurkiewicz and Renate Loll; Scientific American, July]. The differences among these theories have given rise to controversy, but to my mind the theories are not contradictory so much as complementary. String theory, for example, is very useful for a unified view of particle interactions, including gravity when it is weak. For the purpose of disentangling what happens at the singularity, where gravity is strong, the atomic constructions of loop gravity are more useful.

The theory’s power is its ability to capture the fluidity of spacetime. Einstein’s great insight was that spacetime is no mere stage on which the drama of the universe unfolds. It is an actor in its own right. It not only determines the motion of bodies within the universe, but it evolves. A complicated interplay between matter and spacetime ensues. Space can grow and shrink.

Loop gravity extends this insight into the quantum realm. It takes our familiar understanding of particles of matter and applies it to the atoms of space and time, providing a unified view of our most basic concepts. For instance, the quantum theory of electromagnetism describes a vacuum devoid of particles such as photons, and each increment of energy added to this vacuum generates a new particle. In the quantum theory of gravity, a vacuum is the absence of spacetime—an emptiness so thorough we can scarcely imagine it. Loop gravity describes how each increment of energy added to this vacuum generates a new atom of spacetime.

The spacetime atoms form a dense, ever shifting mesh. Over large distances, their dynamism gives rise to the evolving universe of classical general relativity. Under ordinary conditions, we never notice the existence of these spacetime atoms; the mesh spacing is so tight that it looks like a continuum. But when spacetime is packed with energy, as it was at the big bang, the fine structure of spacetime becomes a factor, and the predictions of loop gravity diverge from those of general relativity.

Attracted to Repulsion
Applying the theory is an extremely complex task, so my colleagues and I use simplified versions that capture the truly essential features of the universe, such as its size, and ignore details of lesser interest. We have also had to adapt many of the standard mathematical tools of physics and cosmology. For instance, theoretical physicists commonly describe the world using differential equations, which specify the rate of change of physical variables, such as density, at each point in the spacetime continuum. But when spacetime is grainy, we instead use so-called difference equations, which break up the continuum into discrete intervals. These equations describe how a universe climbs up the ladder of sizes that it is allowed to take as it grows. When I set out to analyze the cosmological implications of loop gravity in 1999, most researchers expected that these difference equations would simply reproduce old results in disguise. But unexpected features soon emerged.

Gravity is typically an attractive force. A ball of matter tends to collapse under its own weight, and if its mass is sufficiently large, gravity overpowers all other forces and compresses the ball into a singularity, such as the one at the center of a black hole. But loop gravity suggests that the atomic structure of spacetime changes the nature of gravity at very high energy densities, making it repulsive. Imagine space as a sponge and mass and energy as water. The porous sponge can store water but only up to a certain amount. Fully soaked, it can absorb no more and instead repels water. Similarly, an atomic quantum space is porous and has a finite amount of storage space for energy. When energy densities become too large, repulsive forces come into play. The continuous space of general relativity, in contrast, can store a limitless amount of energy.

Because of the quantum-gravitational change in the balance of forces, no singularity—no state of infinite density—can ever arise. According to this model, matter in the early universe had a very high but finite density, the equivalent of a trillion suns in every proton-size region. At such extremes, gravity acted as a repulsive force, causing space to expand; as densities moderated, gravity switched to being the attractive force we all know. Inertia has kept the expansion going to the present day.

In fact, the repulsive gravity caused space to expand at an accelerating rate. Cosmological observations appear to require such an early period of acceleration, known as cosmic inflation. As the universe expands, the force driving inflation slowly subsides. Once the acceleration ends, surplus energy is transferred to ordinary matter, which begins to fill the universe in a process called reheating. In current models, inflation is somewhat ad hoc—added in to conform to observations—but in loop quantum cosmology, it is a natural consequence of the atomic nature of spacetime. Acceleration automatically occurs when the universe is small and its porous nature still quite significant.

Time before Time
Without a singularity to demarcate the beginning of time, the history of the universe may extend further back than cosmologists once thought possible. Other physicists have reached a similar conclusion [see “The Myth of the Beginning of Time,” by Gabriele Veneziano; Scientific American, May 2004], but only rarely do their models fully resolve the singularity; most models, including those from string theory, require assumptions as to what might have happened at this uneasy spot. Loop gravity, in contrast, is able to trace what took place at the singularity. Loop-based scenarios, though admittedly simplified, are founded on general principles and avoid introducing new ad hoc assumptions.

Using the difference equations, we can try to reconstruct the deep past. One possible scenario is that the initial high-density state arose when a preexisting universe collapsed under the attractive force of gravity. The density grew so high that gravity switched to being repulsive, and the universe started expanding again. Cosmologists refer to this process as a bounce.

The first bounce model investigated thoroughly was an idealized case in which the universe was highly symmetrical and contained just one type of matter. Particles had no mass and did not interact with one another. Simplified though this model was, understanding it initially required a set of numerical simulations that were completed only in 2006 by Abhay Ashtekar, Tomasz Pawlowski and Parampreet Singh, all at Pennsylvania State University. They considered the propagation of waves representing the universe both before and after the big bang. The model clearly showed that a wave would not blindly follow the classical trajectory into the abyss of a singularity but would stop and turn back once the repulsion of quantum gravity set in.

An exciting result of these simulations was that the notorious uncertainty of quantum mechanics seemed to remain fairly muted during the bounce. A wave remained localized throughout the bounce rather than spreading out, as quantum waves usually do. Taken at face value, this result suggested that the universe before the bounce was remarkably similar to our own: governed by general relativity and perhaps filled with stars and galaxies. If so, we should be able to extrapolate from our universe back in time, through the bounce, and deduce what came before, much as we can reconstruct the paths of two billiard balls before a collision based on their paths after the collision. We do not need to know each and every atomic-scale detail of the collision.


Unfortunately, my subsequent analysis dashed this hope. The model as well as the quantum waves used in the numerical simulations turned out to be a special case. In general, I found that waves spread out and that quantum effects were strong enough to be reckoned with. So the bounce was not a brief push by a repulsive force, like the collision of billiard balls. Instead it may have represented the emergence of our universe from an almost unfathomable quantum state—a world in highly fluctuating turmoil. Even if the preexisting universe was once very similar to ours, it passed through an extended period during which the density of matter and energy fluctuated strongly and randomly, scrambling everything.

The fluctuations before and after the big bang were not strongly related to each other. The universe before the big bang could have been fluctuating very differently than it did afterward, and those details did not survive the bounce. The universe, in short, has a tragic case of forgetfulness. It may have existed before the big bang, but quantum effects during the bounce wiped out almost all traces of this prehistory.

Some Scraps of Memory
This picture of the big bang is subtler than the classical view of the singularity. Whereas general relativity simply fails at the singularity, loop quantum gravity is able to handle the extreme conditions there. The big bang is no longer a physical beginning or a mathematical singularity, but it does put a practical limitation on our knowledge. Whatever survives cannot provide a complete view of what came before.

Frustrating as this may be, it might be a conceptual blessing. In physical systems as in daily life, disorder tends to increase. This principle, known as the second law of thermodynamics, is an argument against an eternal universe. If order has been decreasing for an infinite span of time, the universe should by now be so disorganized that structures we see in galaxies as well as on Earth would be all but impossible. The right amount of cosmic forgetfulness may come to the rescue by presenting the young, growing universe with a clean slate irrespective of all the mess that may have built up before.

According to traditional thermodynamics, there is no such thing as a truly clean slate; every system always retains a memory of its past in the configuration of its atoms [see “The Cosmic Origins of Time’s Arrow,” by Sean M. Carroll; Scientific American, June]. But by allowing the number of spacetime atoms to change, loop quantum gravity allows the universe more freedom to tidy up than classical physics would suggest.

All that is not to say that cosmologists have no hope of probing the quantum-gravitational period. Gravitational waves and neutrinos are especially promising tools, because they barely interact with matter and therefore penetrated the primordial plasma with minimal loss. These messengers might well bring us news from a time near to, or even before, the big bang.

One way to look for gravitational waves is by studying their imprint on the cosmic microwave background radiation [see “Echoes from the Big Bang,” by Robert R. Caldwell and Marc Kamionkowski; Scientific American, January 2001]. If quantum-gravitational repulsive gravity drove cosmic inflation, these observations might find some hint of it. Theorists must also determine whether this novel source of inflation could reproduce other cosmological measurements, especially of the early density distribution of matter seen in the cosmic microwave background.

At the same time, astronomers can look for the spacetime analogues of random Brownian motion. For instance, quantum fluctuations of spacetime could affect the propagation of light over long distances. According to loop gravity, a light wave cannot be continuous; it must fit on the lattice of space. The smaller the wavelength, the more the lattice distorts it. In a sense, the spacetime atoms buffet the wave. As a consequence, light of different wavelengths travels at different speeds. Although these differences are tiny, they may add up during a long trip. Distant sources such as gamma-ray bursts offer the best hope of seeing this effect [see “Window on the Extreme Universe,” by William B. Atwood, Peter F. Michelson and Steven Ritz; Scientific American, December 2007].

In the case of material atoms, more than 25 centuries elapsed between the first speculative suggestions of atoms by ancient philosophers and Einstein’s analysis of Brownian motion, which firmly established atoms as the subject of experimental science. The delay should not be as long for spacetime atoms.