Cosmologie

punctele fierbinți neașteptate din fundalul cosmic cu microunde (CMB) ar fi putut fi produse de găurile negre care se evaporă înainte de Big Bang. Așa spune un trio de oameni de știință condus de fizicianul matematic Roger Penrose într-o lucrare care prezintă noi dovezi că universul nostru este doar o etapă într-un ciclu potențial infinit de dispariție și renaștere cosmică. Cu toate acestea, alți cercetători rămân sceptici că fundalul cu microunde conține într-adevăr semne dintr-un “eon”anterior.

conform cosmologiei standard, universul a suferit o expansiune foarte scurtă, dar excepțional de intensă, imediat după Big Bang. Această perioadă de” inflație ” ar fi eliminat orice nereguli în structura universului timpuriu, ducând la cosmosul foarte uniform pe care îl observăm în jurul nostru.

cu toate acestea, Penrose, cu sediul la Universitatea din Oxford , a dezvoltat o teorie rivală cunoscută sub numele de “cosmologie ciclică conformală” (CCC), care susține că universul a devenit uniform înainte, mai degrabă decât după Big Bang. Ideea este că universul ciclează de la un eon la altul, de fiecare dată începând infinit de mici și ultra-netede înainte de a se extinde și de a genera aglomerări de materie. Această materie este în cele din urmă aspirată de găurile negre supermasive, care pe termen foarte lung dispar prin emiterea continuă de radiații Hawking. Acest proces restabilește uniformitatea și stabilește scena pentru Următorul Big Bang.

pierderea de masă

CCC s-a confruntat cu scepticismul multor cosmologi de când a fost prezentat în 2005, nu în ultimul rând pentru că potrivirea unui univers infinit de mare într-un eon cu unul infinit de mic în următorul necesită ca toate particulele să-și piardă masa atunci când universul devine foarte vechi. Cu toate acestea, în 2010, Penrose și Vahe Gurzadyan de la Institutul de Fizică din Erevan din Armenia au susținut că au găsit dovezi care să susțină CCC sub formă de inele de temperatură uniformă în cadrul CMB. Aceste inele, ideea a mers, ar fi semnătura în Eonul nostru a undelor gravitaționale emise sferic generate de coliziunea găurilor negre din Eonul anterior.

perechea a găsit astfel de inele în datele de la NASA Wilkinson Microwave anisotropy Probe (WMAP), susținând în același timp că nu au văzut un astfel de model în simulările (standard) ale CMB pe care le-au efectuat. Cu toate acestea, alte grupuri au susținut că simulările conțineau într – adevăr inele-odată ce au fost modificate pentru a ține cont de distribuția punctelor calde și reci la diferite scări unghiulare care sunt văzute în CMB real și care sunt prezise de fizica inflaționistă.

nedeteriorat, Penrose a publicat acum un alt tip de dovezi în sprijinul CCC. Mai degrabă decât inele de temperatură aproape uniformă, el a identificat în schimb patch-uri în cadrul CMB care sunt mult mai calde decât regiunea înconjurătoare. Ideea este că aceste puncte fierbinți s-ar putea datora radiației (în principal electromagnetice) emise în timpul evaporării Hawking a găurilor negre supermasive din Eonul anterior.

Hawking points

Penrose spune că, deși inițial foarte slabe, aceste emisii ar fi fost concentrate în propriul nostru Eon în locuri cu cantități uriașe de energie pe care el și colegii săi le numesc Hawking points. Această concentrare are loc, explică el, deoarece “universul pierde evidența cât de mare este la tranziția dintre eoni”. Punctele Hawking s-ar fi întins apoi în timpul Universului timpuriu, formând pete circulare cu un diametru pe cer de aproximativ cinci ori mai mare decât cel al lunii.

într – o preimprimare încărcată recent pe serverul arXiv, Penrose și doi colegi – Daniel An de la SUNY Maritime College din SUA și Krzysztof Meissner de la Universitatea din Varșovia din Polonia-au raportat că au analizat datele CMB de la satelitul Planck al Agenției Spațiale Europene pentru puncte fierbinți de diferite dimensiuni și au analizat cât de repede temperatura microundelor scade în jurul lor în comparație cu spoturile din 1000 de hărți simulate ale CMB. Ei au descoperit că în și în jurul punctelor mici, nici o singură hartă simulată nu avea gradienți de temperatură mai mari decât cosmosul real – cu variațiile de temperatură în acest din urmă caz fiind cu aproximativ un ordin de mărime mai mare (aproximativ 3 centimetri10-4 K) decât media CMB.

suport puternic

potrivit lui Penrose, această diferență între datele reale și cele simulate oferă un suport puternic pentru CCC asupra inflației. “Salutăm cu siguranță încercările de a explica aceste observații în termeni de modele acceptate în prezent”, spune el, “dar credem că acest lucru va fi greu dacă nu apar idei radical noi”.

universul ar putea fi prins într-o buclă și un reactor nuclear natural

, cu toate acestea, alți fizicieni rămân neconvinși. James Zibin de la Universitatea British Columbia din Canada subliniază că oamenii de știință au examinat CMB de ani de zile și nu au găsit dovezi pentru puncte deosebit de fierbinți (deși au identificat un plasture rece anormal). El consideră, de asemenea, că Penrose și colegii săi nu au reușit să țină cont de efectul “look alsewhere”, argumentând că, deoarece au găsit cele mai fierbinți locuri din real, spre deosebire de datele simulate în doar 2 din 40 de teste (concentrându-se pe diferite dimensiuni ale zonei de frontieră spot și CMB de fiecare dată), șansele de a fi fost victima unei scăderi statistice de la 1 la 1000 la 1 la 50.

Douglas Scott, un coleg al lui Zibin la British Columbia, este, de asemenea, sceptic. Descriind lucrarea ca fiind “foarte confuză și greu de urmărit”, el este precaut de ceea ce vede ca o serie potențial nesfârșită de încercări de a găsi trăsături neobișnuite în CMB. “Evident, dacă cineva ar putea arăta că un anumit model specific pe cerul cu microunde a fost o dovadă că universul a suferit o serie de cicluri, atunci ar fi spectaculos de interesant”, spune el. “Dar această lucrare nu reușește să facă acest lucru.”