يرى الفيزيائيون المعاصرون أنه من الممكن أن يكون الكون قد انبثق من الفراغ. «ليس من الممكن لعلاقة أن تكون أكثر غرابة من العلاقة بين «اللاشيء» و«كل شيء».» أو باللغة الدارجة «قد يكون الكون الهبة المجانية الكبرى على الإطلاق». الفكرة هي أن كوننا يمكن أن يكون تموجا كميا هائل الحجم ذا طاقة «افتراضية» مقاربة للصفر إلى درجة يصير معها عمره هائلا. يمكن أن يحدث هذا لأن كلتا الطاقتين الموجبة والسالبة في الكون يعود مردهما إلى طاقة الجاذبية المتغلغلة في كل مكان. ولتوضيح هذا قد يكون من الأسهل أن نتذكر كيف صدت القوى الكهربائية داخل الذرة أي قوى دخيلة.

لأن نواة الذرة موجبة الشحنة فهي محاطة بمجال كهربي يصد الشحنات الموجبة الأخرى، مثل جسيمات ألفا. تخيل أن هناك جسيم ألفا، وأنه بعيد للغاية عن النواة، ويتحرك بسرعة نحوها. ستكون الطاقة الإجمالية وقتها هي طاقة الحركة لجسيم ألفا. (للتبسيط، سأتجاهل الجاذبية والكتلة المضروبة في مربع سرعة الضوء، ولن تتأثر النتائج الجوهرية التي سنخرج بها). كلما اقترب الجسيم ألفا من النواة، شعر أكثر بقوة التنافر الكهربية وتباطأت سرعته. إذا كان على مسار تصادمي مباشر فسينتهي الحال به إلى السكون قبل أن يُصد بعيدا على امتداد مساره الأصلي. وفي اللحظة التي يتوقف فيها، تكون طاقة الحركة لديه صفرا. يجب الحفاظ على الطاقة الإجمالية، ومن ثم ستحل طاقة الوضع محل طاقة الحركة.

عندما تتفاوت شدة الطاقة مع تغير التربيع العكسي للمسافة، كما الحال هنا، يتفاوت حجم طاقة الوضع عكسيا مع المسافة. ومن ثم حين تصير هذه المسافة كبيرة، كما هو الحال عندما بدأ الجسيم ألفا رحلته، تكون طاقة الوضع مقاربة للصفر. ومع اقتراب الجسيم من النواة، تتعاظم طاقة الوضع لديه. يتزامن تزايد طاقة الوضع مع تناقص طاقة الحركة إلى أن تصير طاقة الوضع في أقصى صورها ويتساوى حجمها مع مقدار طاقة الحركة التي امتلكها الجسيم عند البداية عندما يكون الجسيم على أقرب مسافة من النواة، ويكون في حالة سكون لحظي.

في هذا المثال، كل الطاقات موجبة، فطاقة الحركة الموجبة في البداية تتحول إلى طاقة وضع موجبة مع اقتراب الجسيم من النواة. الآن افترض أنه بدلا من أن تكون الشحنتان موجبتين، ستكون إحداهما سالبة، كما الحال عندما ينجذب إلكترون بعيد نحو نواة موجبة الشحنة. إذا كان الإلكترون البعيد في البداية في حالة سكون، فستساوي طاقة حركته صفرا، ولأنه بعيد عن النواة، ستساوي طاقة الوضع لديه صفرا أيضا. لكن نظرا لوجود قوة «جاذبة» هنا، ينجذب الإلكترون صوب النواة، مكتسبًا سرعة ومن ثم طاقة حركية. وبما أن إجمالي الطاقة يجب أن يساوي صفرا، تقضي الزيادة في طاقة الحركة أن طاقة الوضع يجب أن تكون سالبة، ويتزايد هذا مع اقتراب الإلكترون من النواة. إذن بالنسبة للقوة الجاذبة، يمكن أن تكون طاقة الوضع سالبة.

ينطبق هذا على الجاذبية، حني تجذب الكتل بعضها بعضا. فطاقات الوضع للأرض أو للكواكب الحبيسة داخل مجال جاذبية الشمس سالبة بانتظام. في الواقع، إن «مجموع» طاقات الحركة والوضع لديها أقل من الصفر، وهذا هو ما يسبب ارتباطها بالمجموعة الشمسية، وأنها أسيرة لمجال جاذبية الشمس. وبالمثل، أنا وأنت أسرى لمجال جاذبية الأرض. وإذا دفعت جسما إلى أعلى بطاقة حركة فسيسقط مجددا على الأرض ما لم تعطه سرعة مبدئية أكبر من 12 كيلومترا في الثانية، وهي السرعة المعروفة باسم «سرعة الإفلات». فقط فوق هذه السرعة يكون مجموع طاقة الحركة وطاقة الوضع موجبا ومن ثم يستطيع الجسم الإفلات من جاذبية الأرض، مع أنه سيظل حبيسا داخل المجموعة الشمسية بطاقة إجمالية سالبة.

تعم قوة الجاذبية الكون بأسره وتغمر كل ما هو حبيس داخلها بطاقة الوضع السالبة. ومن الممكن حتى بعد إضافة كتلة المادة مضروبة في مربع سرعة الضوء أن تظل الطاقة الإجمالية للكون مقاربة للصفر. ومن ثم، وفق نظرية الكم، يمكن أن يكون الكون مجرد تموج فراغي كبير تقارب طاقته الإجمالية الصفر بحيث يمكنه الاستمرار لفترة طويلة للغاية قبل أن يتحتم عليه العودة لحالة التوازن. وإذا كانت الطاقة الإجمالية صفرا، يمكن للكون الاستمرار إلى الأبد.

إذا كان الحال كذلك، من يسعه الجزم بأن كوننا هو الكون الوحيد؟ لم نستبعد احتمالية وجود فقاعات أخرى من الأكوان المتعددة النشطة؟ يفكر العديد من المنظرين بجدية في مثل هذه الاحتمالية ويتجادل كثريون منهم حول ما إذا كانت هذه الفكرة تقع داخل حدود العلم من حيث قابليتها للاختبار التجريبي.

مع تمدد الكون، يتمدد الفضاء لكن تحافظ الأجسام على ترابطها بفعل القوى الكهرومغناطيسية، على غرار الكواكب والنجوم، حيث أن حجمها لا يتغير، فقط المسافة بينها تتزايد. لا وجود لما يحوي الإشعاع الكهرومغناطيسي، ومن ثم يتمدد طوله الموجي مع اتساع الكون. من واقع نظرية الكم نعرف أن الطول الموجي يتناسب عكسيٍّا مع الطاقة، ومن ثم فإن إشعاع الخلفية الكوني، الذي تبلغ حرارته اليوم 3 درجات فقط فوق الصفر المطلق، كان فيما مضى أشد حرارة. الأمر عينه ينطبق على المادة. فمع تمدد الكون، فإن المادة الحبيسة داخل مجال الجاذبية الشامل ستتعاظم طاقة الوضع لديها على حساب طاقة الحركة. هذا التباطؤ الكوني يُدرك على صورة انخفاض في درجة الحرارة. وهكذا من واقع نسبة التمدد المرصودة للكون وما نعرفه عن إشعاع الخلفية الكوني اليوم يمكننا العودة بالحسابات بالزمن إلى الوراء وتقدير الحرارة التي كان عليها الكون في كل حقبة من حقب الماضي. وستزداد الحرارة أكثر وأكثر مع اقترابنا من الحد المتفرد الذي نسميه الانفجار العظيم.

كانت تصادمات الجسيمات أشد عنفا وقتها، حتى إنه في درجة حرارة أعلى من 4 آلاف درجة مئوية لم تكن الذرات ستتمكن من البقاء، بل كانت ستتأين مثلما يحدث داخل الشمس اليوم. وفي درجة حرارة تربو على المليار درجة حتى نويات الذرات كانت ستتفسخ، ولم يوجد في اللحظات الأولى من عمر الكون سوى بلازما من الجسيمات والإشعاع. قبل ذلك كانت الطاقة تكفي لظهور جسيمات المادة والمادة المضادة. تشير كل الدلائل إلى أن كوننا المادي جاء من فراغ من الإشعاع الحار. تبين التجارب التي تتم في معجلات الجسيمات، مثل سيرن، كيفية سلوك جسيمات المادة والقوى في الطاقات العالية، وبالتبعية تحت الدرجات المتطرفة. يمكننا هذا من حساب ما كان عليه الكون رجوعا إلى الوراء حتى حرارة قدرها 10²⁷ درجات، بعد انقضاء 10^-33 ثوان على الانفجار العظيم. كما رأينا من قبل، في درجات حرارة متفاوتة يمر الفراغ بتحولات طورية، بعضها أثبت تجريبيا والبعض الآخر نظريا. حين برد الكون لما دون 10¹⁵ درجات بعد نحو 10^-10 ثوان، انفصلت القوى الكهرومغناطيسية عن القوة النووية الضعيفة، وقد أثبت هذا من خلال إعادة تخليق هذه الطاقات تجريبيا.  تتنبأ النظرية بأنه في درجة حرارة أعلى بقليل، حين كان عمر الكون 10^-12 ثوان، مر الفراغ الذي يفقد حرارته بتحول طوري تجمد فيه مجال هيجز واكتسبت فيه الجسيمات كتلها.

هكذا أصبحت لدينا صورة للكون وهو يتفجر كتموج كمي في الفراغ، وقد كان بصورة ما حارا للغاية وتمدد بسرعة عظيمة. كان من شأن هذه الصورة أن تؤدي إلى إنتاج كميات ضخمة من المادة والمادة المضادة على نحو متناظر، بيد أنه ما من دليل على بقاء المادة المضادة على صورة مكثفة اليوم. من المعتقد أنه لا بد من وجود نوع من التناظر بين البروتونات والبروتونات المضادة. لا يزال البحث جاريا عن أصل هذا الأمر، حيث أنه قد يكون مثالا آخر على انكسار التناظر التلقائي مع مرور الكون بتغير طوري.