En hypothese over hoe de oerknal veroorzaakt is, daarover bestaat al ruim 30 jaar een hypothese, oorspronkelijk geformuleerd door de Sovjet wetenschapper Alexia Starobinsky eind jaren '70, waarbij in de vroege fase van het heelal sprake zou zijn geweest van de fase overgang van de materie. Dit is een soort quantum-gravitatie theorie. Dit idee is korte tijd later door Alan Guth, uitgaande van de energie die in het vacuum zou zijn opgeslagen. Dit is gebaseerd op twee verschillende vacuum toestanden: het false vacuum (een vacuum met hoge energiedichtheid) en true vacuum (energiedichtheid = 0). Een miniscuul klein belletje false vacuum zou door een negatieve druk exponentieel snel uitdeien, met als bijzonderheid dat de energiedichtheid gelijk blijft (die uitdeiende bubbel bevat dan dus steeds meer energie, maar tegelijkertijd wordt dit door de hoeveelheid negatieve energie in het zwaartekrachtsveld gecompenseerd - dus behoudswet van energie gaat op).
Die energie van het vacuum wordt vervolgens omgezet in allerlei atomaire deeltjes, en daarmee begint dan de Big Bang.
Andere wetenschappers hebben aan dit idee verder vorm gegeven, zoals de oorspronkelijk russische wetenschapper Andrei Linde, die allerlei cosmologische inflatie modellen heeft ontwikkeld.
Cosmologische inflatie is een proces dat in beginsel (als het eenmaal is gestart) oneindig door gaat, omdat als in een gebied cosmologische inflatie optreedt, dit exponentieel snel uitdeit en de rest van het heelal overneemt. Een deel daarvan gaat over in een Big bang, maar daarbuiten gaat de cosmologische inflatie gewoon door.
Dit model is het eeuwig zelf-reproducerende heelal op basis van cosmologische inflatie.
Theoretisch is het denkbaar dat cosmologische inflatie geen begin heeft gehad maar eeuwigdurend in zowel verleden als toekomst is.
Hoewel het een theoretisch model is kunnen op grond van waarnemingen aan de achtergrond microgolf straling (de 3K straling die overal in het heelal bestaat, het overblijfsel van de hete big bang) de zogenaamde perturbaties, bepaalde modellen worden uitgesloten.
Tot nu toe zijn de voorspellingen van (sommige) cosmologische inflatie modellen in overeenstemming met de waarnemingen.
De kracht van deze theorie is met name dat een groot aantal tot nu toe onverklaarbare zaken, met deze cosmologische inflatie verklaard konden worden.
Ondermeer:
- de "platheid" (geen kromming van de ruimte) wordt verklaard doordat het heelal in begin heel snel uitdeide, en vele malen groter is dan we kunnen zien
- de (lokale) inhomogeniteiten (sterrenstelsels) worden verklaard uit de oorspronkelijke 'rimpelingen' ("quantum perturbations") die in het vroege heelal ontstonden tijdens de cosmologische inflatie.
- het horizon probleem - twee ver verwijderde gebieden in het heelal die nooit eerder in thermisch contact met elkaar stonden (op grond van de uitdeiing van het heelal) hebben desalniettemin dezelfde temperatuur -wordt wederom verklaard door de cosmologische inflatie.
- het magnetische monopool probleem - fundamentele quantum theorien voorspellen dat er magnetische monopolen zouden moeten zijn, maar ze zijn nog nooit gevonden.
- het "fine tuning" probleem - als de dichtheid van het heelal in de aanvangsfase van het heelal ook maar een miniem beetje afweek van de waarde 1, zou het heelal al lang zijn teruggeplakt, of al volledig uitgedeit zijn waardoor er zelfs geen sterrenstelsels meer konden zijn - dit wordt verklaard doordat de cosmologische inflatie de dichtheid van het heelal naar deze waarde 1 brengt.
- het entropie probleem - de entropie van een systeem neemt altijd toe. Dat betekent dat de entropie in het begin heel laag geweest moet zijn. Cosmologische inflatie levert ook hier de verklaring, omdat een exponentieel snel uitdeiende ruimte er ook veel meer toestanden kunnen bestaan, er dus lagere entropie is.