ok benzeri olmayan başlangıç koşulları kullanılması gerektiği de gösterilmiştir. Enflasyon kozmolojisinde karşılaşılan bu kötü durum sık olarak “olasılıksızlık problemi” olarak anılmaktadır.bu sonuçlar Planck uydusu takımının 2015 yılında bildirdiği sonradan yapılan ölçümlerle yeniden doğrulanmış ve daha da güçlendirilerek tekrar sunulmuştur.

Steinhardt cyclic ve ekpyrotic kozmolojinin öncülük eden geliştiricisi olmuştur.

Steinhardt, Justin Khoury, Burt A. Ovrut ve Neil Toruk ile birlikte çalışarak big bang yerine büyük bir zıplama hayal edilen ekpyrotic teoriyi tanıtmışlardır. Bu modele göre evreni genişleten akımın 13.7 milyar yıl önce meydana gelmiş olan bir zıplamadan ortaya çıktığı ve bunun da daha önceki ( büzüşen ) evreninin bir sonucu olduğu belirlenmiştir. Evreni düzleştirme ve yatay konuma getirme ve ayrıca yoğunluk değişimlerinin üretilmesi zıplamadan önce gerçekleşen yavaşça büzüşme, daralma fazında meydana gelmiş ve zıplamadan sonra da aynı şekilde kalmaya devam etmiştir.
Orijinal örnekte de olduğu gibi bir çarpışmaya ve yay teorisindeki ekstra bir boyut boyunca brane’lerin ( yay teorisinde bulunan temel objelerden biri olan zar kelimesinden türetilmiştir ) ( uzaysal boyutlarda uzayabilen hipotetik bir nesne ) geri tepmesine karşılık gelen bir zıplama vardır. Ancak daha yeni oluşturulan örneklerde ekstra boyutlar veya yay teorisi gerekli değildir. Bunların yerine uzay zamanında gelişim gösteren potansiyel enerjili kuantum alanları, enflasyonist modellere benzer olanlar kullanılabilir.

Steinhardt ve Turok ekpyrotic düşünceyi daha cesurca tasarlanmış bir teklif olan evrenin cyclic ( devirsel ) teorisiyle birleştirmişlerdir.
Bu modele göre, meydana gelen zıplama bir evrim döngüsünün sonunu belirtmektedir, dönüşüm ise genişlemenin sonraki periyodu ile daralmanın önceden gelen periyodu arasında oluşur. Her trilyon yıl ya da benzeri süreç sonucunda bu döngü düzenli aralıklarla kendini tekrar etmektedir. Bu model tarafından ortaya çıkarılan karanlık enerji gerçekleşen bu döngüleri stabilize etmek için oldukça önemli bir rol oynamaktadır. Steinhardt ve Turok ayrıca yaşanan bu döngü süreçlerinin kendisini sadece süresiz olarak tekrarlamadığını aynı zamanda sonsuz şekilde geçmiş ve gelecekte de tekrarladığını kanıtlamışlardır.

Daha önceki zamanlarda ortaya çıkartılan cyclic kozmolojik modellerin sahip olduğu en büyük problerden biri olan entropi problemi yeni oluşturulan cyclic modelde bulunmuyordu. Termodinamiğin ikinci kanununa göre, entropi her zaman yükselmektedir. Bir döngüde üretilen entropi daha önceki oluşan döngülerde meydana çıkan entropiye eklenir. Eğer evren küçülüyorsa ( daralıyorsa ) ve daha önceki döngülerde ortaya çıkan entropi diğer oluşacak olan döngünün başlarında gözlemlenebilir evrenin içinde uzanıyorsa, döngülerden sonra birbirine eklenen entropi meydana gelecek olan yeni döngünün bir öncekinden daha uzun olmasına sebep olmaktadır ya da zamanda geriye doğru bakılırsa, önce meydana gelen döngülerin çok daha kısa oldukları ve hatta sonunda sıfır zamana kadar düştükleri söylenmektedir. Elde edilen bu sonuç zamanın mutlaka bir başlangıcı olmalı sorusunu tekrar gündeme getirmiştir. Yeni oluşturulan cyclic modelde bir zıplamadan sonra meydana gelen gözlemlenebilen evrenin, bir önceki döngüde bulunan gözlemlenebilen evrenin oluşturduğu uzayın sadece küçük bir kesitinde meydana geldiği ve sadece ihmal edilebilecek ölçüde toplam bir entropi içerdiği belirtilmektedir. Döngüler boyunca oluşumuna sebep olunan entropinin neredeyse görülenin ötesinde olduğu ve bir sonraki döngüyü etkileyemeyeceği söylenmiştir.

Cyclic modeller enflasyonist modellere göre iki büyük avantaja sahiptir. İlk olarak, cyclic modeller çoklu evren meydana getirmezler çünkü düzleştirme ve yatık konuma getirme evreleri enflasyon döneminden çok daralma dönemlerinde ortaya çıkmaktadır. Bunun anlamı ise, enflasyonun tersine, cyclic modeller kesin sonucu olan tahminlerde bulunmaktadır ve bunların aslı olmadığı ispatlanabilir. İkinci olarak, cyclic modeller neden karanlık enerji olması gerektiğini açıklayabilir. Karanlık enerjinin neden olduğu hızlanan genişleme düzleştirme sürecini başlatır ve karanlık enerjinin bozulmaya başlayan kısmı da küçültmeyi başlatır.
Cyclic/ ekpyrotic modeller çoklu evren üretmedikleri için yanlışlığı ispatlandığı takdirde teoriyi çürütecek olan kesin sonuçlu tahminler yapabilirler. Enflasyonun aksine, yapılan tahminlerden biri tespit edilebilen yerçekimi dalgalarının düzleştirme ve yatık konuma getirme süreçlerinde ortaya çıktığıdır. Yapılan ikinci bir tahmin ise şu anki hızlandıran genişlemenin nihayetinde durması gerektiği ve vakumun bir sonraki döngüyü başlatabilmek için bozulması gerektiğidir. ( yapılan diğer tahminler küçülmeye sebep olan özel alanlara bağlıdır. )

Cyclic model doğal olarak, kozmolojik sabitin neden üssel olarak küçük ve pozitif olduğunu kuantum yerçekimi teorilerinden beklenen oldukça büyük değere kıyasla açıklayabilir. Kozmolojik sabit büyük bir değerle başlamış olabilir ancak beklendiği gibi sonradan oluşan birçok döngü içinde yavaşça bozularak bugün gözlemlenen küçük değerini almıştır.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda ( LHC ) bulunan Higgs alanlarının keşfedilmesi cyclic modele eklenen katkılar sağlamıştır. LHC’den elde edilen kanıtlar Steinhardt, Turok ve Itzhak Bars’ın yapmış oldukları bazı hesaplamalara dayanarak mevcut vakumun gelecekte bozulabileceğini savunmuştur. Cyclic model’e göre mevcut vakum bozulması şimdiki genişleme fazını sonlandırabilmek, zıplamayı küçültmek ve yeni genişleme alanı için gereklidir. Ve Higgs bu bozulma için mümkün olan ve test edilebilen bir mekanik sağlamıştır. Higgs alanı genişleme ve daralma döngülerini sürdürebilmek için uygulanan bir adaydır.

Steinhardt evrenin karanlık taraflarının araştırılmasında oldukça önemli katkılarda bulunmuştur. Bu karanlık taraf kavramının içinde ise, karanlık enerji, kozmolojik sabit problemi ve karanlık madde bulunmaktadır.

1995 yılında, Steinhardt ve Jeremiah Ostriker, toplam enerji yoğunluğunun yüzde 65’inden daha çok oranda bulunan, evrenin genişlemesini hızlandırmaya sebep olan yeterli miktarda sıfır değerinde olmayan karanlık enerji bileşeninin olması gerektiğini göstermek için kozmolojik gözlemlerin uyumunu kullanmışlardır. Bu yaklaşım, 1998 yılında yapılan süpernova ( patlama sonucu aniden oldukça parlak bir yapıya sahip yıldıza dönüşen, bir novadan daha parlak olan madde ) gözlemlerinde üç yıl sonra doğrulanmıştır.
Steinhardt iş arkadaşları ile birlikte çalışarak daha sonraları tanıtılan ve karanlık enerjinin zamanla değişen formunu açıklayan bir konsept olan quintessence’ı ( en mükemmel örnek ) ortaya çıkartmıştır. Bu sonuç Steinhardt’ın takımı tarafından tanımına göre sabit ve statik olan kozmolojik sabite alternatif olarak belirlenmiştir. Quintessence dinamik ( hareketli ) bir kavramdır ve sahip olduğu enerji yoğunluğu ile basıncı zamanla gelişebilir.

Quintessence kavramının tanımlanması karanlık enerjinin durum denklemini ( basıncın enerji yoğunluğuna bölünmesinde elde edilen oran, genellikle “w” harfi ile sembolize edilmektedir ) hesaplamanın bilinen evrenin hızlanmasındaki nedene karar verebilmekteki önemini vurgulamıştır.

Steinhardt ayrıca quintessence kullanarak kozmolojik sabit problemini çözmek için çeşitli yaklaşımlar teklif etmiştir ve bunların arasında izci ve k-essence ( özüt ) bulunmaktadır. Karanlık enerjinin bu formları yapılan astronomik gözlemlerle uyum içinde bulunan evrenin genişlemesini idare edemeyen ve evren tarihinin sonlarına kadar kozmik hızlanmayı başlatan özelliklere sahiptir.
Steinhardt ve Turok’a göre kozmolojik sabit problemi cyclic modelde doğal olarak kararlaştırılabilir.

2000 yılında David Spergel ve Steinhardt standart soğuk karanlık modellerdeki değişen anormallikleri açıklayabilmek için kendi kendini güçlü bir şekilde etkileyen karanlık madde ( SIDM ) konseptini ilk defa tanıtmışlardır.

Karanlık madde üzerine yapılan önceki modellerde karanlık maddenin etki eden diğer kuvvetlerin hareketlerini etkileyemeyecek kadar zayıf olmasından dolayı sadece yerçekimi etkisiyle kümelenmiş olarak bulunan ve zayıf etkileşime sahip büyük parçacıklardan ( genellikle WIMP olarak yazılır ) oluştuğu varsayılmıştır. SIDM resmi diğer kuvvetlerin parçacıkların birbirlerinin alanlardaki hedeflerini değiştirebilecek kadar kuvvetli olduklarını ve bu alanlarda aksi takdirde, galaksilerin merkezine doğru yığılma ( kozmologların verdiği isimle “cusp” (birleşme noktası) gerçekleştirdiklerini öne sürmüştür. Ayrıca, saçılmanın daha büyük galaksiler etrafındaki yörüngelerde bulunan cüce galaksilerin kütlesinde azalmaya neden olduğu ve bunun sebebinin de daha büyük olan galaksilerin çevresindeki karanlık madde parçacıklarının da saçılması olduğu ve bu sebeple cüce galaksilerin etrafını çevreleyen karanlık maddenin de çıkarılacağı belirtilmiştir. Bu düşünce oldukça ilginçtir çünkü galaksi çekirdeklerinin birleşme noktası olmadığı astronomik kanıtlarla desteklenmiştir ve WIMP’e dayanarak yapılan simülasyonlarla tahmin edilen büyük ölçülere sahip galaksilerin çoğu gözlemlenememiştir. Eğer SIDM resmi doğruysa, WIMP karanlık madde için yapılan araştırmalarda hiçbir şey bulunamaz ve karanlık maddenin kimliğine net bir şekilde karar verebilmek için yeni yaklaşımlara ihtiyaç duyulur.
Steinhardt, Spergel ve Jason Pollack’ın öne sürdüğü gibi karanlık maddeye ait küçük bir kesit oldukça güçlü bir şekilde kendi kendine etkileşim özelliğine sahiptir ve bu durum parçacıkların hızlı bir şekilde bütünleşmesine ve ayrıca erken oluşan dev kara delikler için kendini oluşturan parçalara ayrılmasına neden olur.

Steinhardt’ın yoğunlaştırılmış madde üzerinde yaptığı çalışmalar periyodik olmayan katıları merkez almıştır. Bu katılara örnek olarak, camlar, belli bir şekil sahibi olmayan yarı iletkenler, metaller ve quasicrystal’lar verilebilir.

Steinhardt 1973 yılında, o zamanlarda Caltech de hala lisans eğitimi alırken, continuous random network ( CRN ) ile işletilen camdan ve şekilsiz silikondan yapılmış ilk bil