サイクリック宇宙論 （サイクリックうちゅうろん、cyclic universe theory）は、宇宙 は無限の自律的な循環に従うとする宇宙論 である。例えば、1930年にアルベルト・アインシュタイン が簡潔に考えを示した振動宇宙論 (oscillatory universe theory) は、ビッグバン によって始まりビッグクランチ によって終わる振動が永遠 に連続する宇宙を理論化した。ビッグバンとビッグクランチの間、宇宙は膨張 してゆき、その後、物質 の重力 による引力によって再び収縮し崩壊して、ビッグバウンス （大きな反発）が起こる。
1930年代、理論物理学者、とりわけアルバート・アインシュタイン は、膨張宇宙モデル （英語版 ） リチャード・トルマン は、サイクリック宇宙モデルの初期の試みは熱力学第二法則 に従ってエントロピーは常に増大するというエントロピー問題のため失敗していることを示した[ 1] 暗黒エネルギー 成分の発見を契機に、論理的整合性を持つサイクリック宇宙論が提唱された[ 2]
新しいサイクリック宇宙モデルの一つは、初期のエキピロティック宇宙論 モデルから派生した宇宙の創成 のブレーン宇宙論 モデルである。これは2001年にプリンストン大学 のポール・スタインハート およびケンブリッジ大学 のニール・テュロック （英語版 ） [ 3] [ 4] 宇宙定数 ” として知られる宇宙の膨張を加速しているエネルギーの不思議な反発的性質はなぜ標準的なビッグバン モデルによって予測されているよりも小さいオーダーの大きさであるのかを潜在的に説明する。
これとは異なるファントムエネルギー の概念に基づくサイクリック宇宙モデルが2007年にノースカロライナ大学チャペルヒル校 のローリス・バウムおよびポール・フランプトン （英語版 ） [ 5]
このサイクリック宇宙モデルでは、二つの平行なオービフォールド （英語版 ） M-ブレーン はより高次元の空間の中で周期的に衝突する[ 6] ビッグバン が続いて起こるビッグクランチ に対応する。今日われわれが見る物質および放射は、ブレーンの前に作られた量子ゆらぎ によって決定付けられたパターン中での直近の衝突の間に発生したことになる。最終的に宇宙は今日われわれが観測している状態に到達し、何億年も先の未来に再び収縮を開始する。暗黒エネルギー はブレーン間の力に対応し、磁気単極子問題 、地平線問題 および平坦性問題 を解決する決定的な役割を担う。そして、このサイクルは過去と未来が無限に連なる。その解はアトラクター であり、宇宙の完全な歴史の情報を含んでいる。
リチャード・トルマンが示したように、初期のサイクリック宇宙モデルは宇宙が不可避の熱力学 的な熱的死 を経験するということから破綻していた[ 1] エントロピー が増大するのを妨げることによってこの問題を回避している。しかしながら、このモデルには主要な問題が存在する。とりわけ、衝突するブレーンは弦理論 学者によって理解されていない。また、スケール不変 スペクトルがビッグクランチによって破壊されるかどうかは誰も知らない。さらに、宇宙のインフレーション のように真空のゆらぎ を生成するために必要な力の一般的な特性（エキピロティック宇宙論 のシナリオではブレーン間の力）が知られている一方で、その力に関する素粒子物理学 からの候補はない
[ 7]
2007年のこの新しいサイクリック宇宙モデルは、パラメータw を通して、圧力 と密度 に関わる暗黒エネルギーの状態の方程式に関して新規の技術的な仮定を設定する[ 5] [ 8] w < −1（ファントムエネルギー と呼ばれる条件）であることを仮定する。（対照的に、スタインハート–テュロックはw ≧ −1を仮定している。）バウム-フランプトンモデルでは、ビッグリップ の10-24 秒以前に宇宙の反転が起こり、結果的に一つの区画だけがわれわれの宇宙として保持されたとする。この宇宙の区画はクォーク 、レプトン またはゲージ粒子 を含まず、暗黒エネルギー だけを含む。それゆえ、そのエントロピーは0になる。この非常に小さい宇宙の収縮の断熱過程 では、エントロピーは常にゼロで、宇宙の反転の前に崩壊するブラックホール などの物質は存在しない。宇宙が “無に還る” というアイデアはこのサイクリック宇宙モデルの中心の新しいもので、QCD相転移 や電弱対称性 の回復などの相転移 の問題と同様に、過剰な宇宙の構造形成 （英語版 ） 熱力学第二法則 の破れを単純に避けるために、望んでいない反発力を生成する傾向が強く見られる。この画期的なw < −1の条件は、真に無限循環のサイクリック宇宙論にとって、エントロピー問題のために論理的に必須であろう。それでもなお、さらに多くの技術的に支援する計算がそのアプローチの一貫性を保証するために必要である。このモデルは弦理論 からアイデアを借りているが、弦や多次元 を導入する必要はない。ただし、そのような思索は理論の内部整合性を調査する最も迅速な方法を与えるであろう。バウム-フランプトンモデルのw の値は任意に−1に近付けることができるが、それよりは小さくないといけない。
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S. W. Hawking and G. F. R. Ellis, The large-scale structure of space-time (Cambridge, 1973).
