kosmologi

uventede hot spots i den kosmiske mikrobølgebaggrund (CMB) kunne have været produceret af sorte huller, der fordampede før Big Bang. Så siger en trio af forskere ledet af matematisk fysiker Roger Penrose i et papir, der præsenterer nye beviser for, at vores univers kun er et trin i en potentielt uendelig cyklus af kosmisk udryddelse og genfødsel. Andre forskere forbliver imidlertid skeptiske over for, at mikrobølgebaggrunden virkelig indeholder tegn fra en tidligere “aeon”.

ifølge standard kosmologi gennemgik universet en meget kort, men usædvanligt intens ekspansion lige efter Big Bang. Denne periode med” inflation ” ville have udjævnet eventuelle uregelmæssigheder i strukturen i det tidlige univers, hvilket førte til den meget ensartede kosmos, som vi observerer omkring os.

Penrose har dog udviklet en rivaliserende teori kendt som “konform cyklisk kosmologi” (CCC), som hævder, at universet blev ensartet før , snarere end efter, Big Bang. Ideen er, at universet cykler fra den ene aeon til den næste, hver gang starter uendeligt lille og ultra-glat, før den udvides og genererer klumper af stof. Den sag bliver til sidst suget op af supermassive sorte huller, som på meget lang sigt forsvinder ved kontinuerligt at udsende Høgestråling. Denne proces genopretter ensartethed og sætter scenen for det næste Big Bang.

at miste masse

CCC har mødt skepsis fra mange kosmologer siden den blev fremsat i 2005, ikke mindst fordi matchningen af et uendeligt stort univers i en aeon med et uendeligt lille i det næste kræver, at alle partikler mister deres masse, når universet bliver meget gammelt. I 2010 hævdede Penrose og Vahe Gursadyan fra Yerevan Physics Institute i Armenien imidlertid, at de havde fundet beviser til støtte for CCC i form af ringe med ensartet temperatur inden for CMB. Disse ringe, ideen gik, ville være signaturen i vores aeon af sfærisk udsendte gravitationsbølger genereret ved at kollidere sorte huller i den forrige Aeon.

parret fandt sådanne ringe i data fra NASAs mikrobølge anisotropi Probe, samtidig med at de hævdede, at de ikke så noget sådant mønster i (standard) simuleringer af CMB, som de havde udført. Andre grupper hævdede imidlertid, at simuleringer faktisk indeholdt ringe – når de først var blevet ændret for at tage hensyn til fordelingen af varme og kolde pletter i forskellige vinkelskalaer, der ses i den virkelige CMB, og som forudsiges af inflationsfysik.

Undeterred, Penrose har nu offentliggjort en anden slags beviser til støtte for ccc. I stedet for ringe med næsten ensartet temperatur har han i stedet identificeret pletter inden for CMB, der er meget varmere end det omkringliggende område. Ideen er, at disse hot spots kan skyldes den (hovedsageligt elektromagnetiske) stråling, der afgives under den Høgende fordampning af supermassive sorte huller i den forrige aeon.

Høgepunkter

Penrose siger, at selvom de oprindeligt var meget svage, ville disse emissioner have været koncentreret i vores egen aeon til pletter med enorme mængder energi, som han og hans kolleger kalder Høgepunkter. Denne koncentration opstår, forklarer han, fordi”universet mister styr på, hvor stort det er ved overgangen mellem æoner”. Høgepunkterne ville så have strakt sig under det tidlige univers og dannet cirkulære pletter med en diameter på himlen omkring fem gange Månens.

i et preprint, der for nylig blev uploadet til serveren, rapporterer Penrose og to kolleger – Daniel An fra SUNY Maritime College i USA og Meissner ved Universitetet i Polen – at skure CMB-data fra Den Europæiske Rumorganisations Planck-satellit for hot spots i forskellige størrelser og analysere, hvor hurtigt mikrobølgetemperaturen falder omkring dem sammenlignet med pletter i 1000 simulerede kort over CMB. De fandt ud af, at I og omkring små pletter havde ikke et enkelt simuleret kort højere temperaturgradienter end det virkelige kosmos – med temperaturvariationerne i sidstnævnte tilfælde omkring en størrelsesorden højere (nogle 3 l.10-4 K) end CMB-gennemsnittet.

stærk opbakning

ifølge Penrose giver denne forskel mellem reelle og simulerede data stærk opbakning til CCC over inflationen. “Vi glæder os bestemt over forsøg på at forklare disse observationer med hensyn til aktuelt accepterede modeller,” siger han, “men vi tror, det vil være svært, medmindre radikalt nye ideer kommer frem”.

universet kunne blive fanget i en løkke og en naturlig atomreaktor

nogle andre fysikere forbliver imidlertid ikke overbeviste. James Cibin fra University of British Columbia i Canada påpeger, at forskere har undersøgt CMB i årevis og ikke har fundet noget bevis for særligt hot spots (selvom de har identificeret en uregelmæssig kold patch). Han regner også med, at Penrose og kolleger har undladt at redegøre for “se andre steder” – effekten og argumenterer for, at fordi de fandt de hotteste steder i det virkelige i modsætning til simulerede data i kun 2 ud af 40 tests (med fokus på forskellige størrelser af spot og CMB grænseregion hver gang) chancerne for at have været offer for et statistisk flukefald fra 1 ud af 1000 til så lavt som 1 ud af 50.

Douglas Scott, en kollega af Sibin i British Columbia, er også skeptisk. Beskriver papiret som” meget forvirret og svært at følge”, han er på vagt over for, hvad han ser som en potentielt uendelig række forsøg på at finde usædvanlige træk i CMB. “Selvfølgelig, hvis nogen kunne vise, at et bestemt mønster på mikrobølgehimlen var et bevis på, at universet gennemgik en række cyklusser, ville det være spektakulært spændende,” siger han. “Men dette papir falder meget kort for at gøre det.”