Ta historia została zaktualizowana 23 sierpnia o 21:20 E.T.
Nie żyjemy w pierwszym wszechświecie. Grupa fizyków mówiła, że przed nami istniały inne wszechświaty, w innych eonach. Podobnie jak nasz, te wszechświaty były pełne czarnych dziur. I możemy wykryć ślady tych dawno zmarłych czarnych dziur w kosmicznym tle mikrofalowym (CMB) - promieniowaniu, które jest pozostałością po gwałtownych narodzinach naszego wszechświata.
Przynajmniej taki jest nieco ekscentryczny pogląd grupy teoretyków, w tym wybitnego fizyka matematyki z Oxford University, Rogera Penrose'a (również ważnego współpracownika Stephena Hawkinga). Penrose i jego akolici opowiadają się za zmodyfikowaną wersją Wielkiego Wybuchu.
W historii przestrzeni i czasu Penrose'a i podobnie skłonnych fizyków (które nazywają konformalną cykliczną kosmologią, lub CCC), wszechświaty bąblują, rozszerzają się i umierają w sekwencji, z czarnymi dziurami po każdym pozostawiając ślady w kolejnych wszechświatach. W nowym artykule opublikowanym 6 sierpnia w przedrukowanym czasopiśmie arXiv Penrose wraz z matematykiem State University of New York Maritime College, Danielem Anem i fizykiem teoretycznym Uniwersytetu Warszawskiego Krzysztofem Meissnerem, twierdzili, że ślady te są widoczne w istniejących danych z CMB .
Wyjaśniono, w jaki sposób te ślady tworzą się i przetrwają z jednego eonu na drugi.
„Jeśli wszechświat będzie trwał i trwa, a czarne dziury pochłoną wszystko, w pewnym momencie będziemy mieć tylko czarne dziury” - powiedział Live Science. Według najsłynniejszej teorii Hawkinga czarne dziury powoli tracą część swojej masy i energii z upływem czasu przez promieniowanie bezmasowych cząstek zwanych grawitonami i fotonami. Jeśli to promieniowanie Hawkinga istnieje, „to, co się stanie, to że czarne dziury będą się stopniowo, stopniowo kurczyć”.
W pewnym momencie te czarne dziury rozpadłyby się całkowicie, powiedział An, pozostawiając wszechświatowi bezmasową zupę fotonów i grawitonów.
„Rzeczą w tym okresie jest to, że bezmasowe grawitony i fotony tak naprawdę nie doświadczają czasu ani przestrzeni” - powiedział.
Grawitony i fotony, bezmasowi podróżnicy prędkości światła, nie doświadczają czasu i przestrzeni w taki sam sposób, jak my - i wszystkie inne masywne, wolniej poruszające się obiekty we wszechświecie - tak jak my. Teoria względności Einsteina dyktuje, że obiekty z masą wydają się poruszać w czasie wolniej, gdy zbliżają się do prędkości światła, a odległości stają się wypaczone z ich perspektywy. Bezmasowe obiekty, takie jak fotony i grawitony, poruszają się z prędkością światła, więc nie odczuwają czasu ani odległości.
Tak więc wszechświat wypełniony tylko grawitonami lub fotonami nie będzie miał pojęcia, co jest czasem, a co przestrzenią.
W tym momencie niektórzy fizycy (w tym Penrose) twierdzą, że ogromny, pusty wszechświat po czarnej dziurze zaczyna przypominać ultra-skompresowany wszechświat w momencie Wielkiego Wybuchu, gdzie nie ma czasu ani odległości między czymkolwiek.
„A potem zaczyna się od nowa” - powiedział An.
Jeśli więc nowy wszechświat nie zawiera żadnej czarnej dziury z poprzedniego wszechświata, to w jaki sposób te czarne dziury mogą pozostawić ślady w CMB?
Penrose powiedział, że ślady nie pochodzą z samych czarnych dziur, ale raczej z miliardów lat, które te obiekty spędzały wyrzucając energię do własnego wszechświata za pomocą promieniowania Hawkinga.
„To nie jest osobliwość czarnej dziury”, ani rzeczywiste ciało fizyczne, powiedział Live Science, „ale… całe promieniowanie Hawkinga przez dziurę w całej jej historii”.
Oto, co to oznacza: Cały czas czarna dziura, którą spędził na rozpuszczaniu się za pomocą promieniowania Hawkinga, pozostawia ślad. I ten znak, wykonany w tle częstotliwości promieniowania kosmicznego, może przetrwać śmierć wszechświata. Gdyby naukowcy mogli dostrzec ten ślad, naukowcy mieliby powody sądzić, że wizja wszechświata w CCC jest właściwa, a przynajmniej zdecydowanie niepoprawna.
An zauważył, że aby dostrzec ten słaby ślad na już słabym już, zmętnionym promieniowaniu CMB, przeprowadził coś w rodzaju statystycznego turnieju wśród płatów nieba.
Okrągłe obszary na trzeciej części nieba, w których galaktyki i światło gwiazd nie przytłaczają CMB. Następnie zwrócił uwagę na obszary, w których rozkład częstotliwości mikrofalowych odpowiada oczekiwaniom, gdyby istniały punkty Hawkinga. Powiedział, że te kręgi „konkurują” ze sobą, aby określić, który obszar najbardziej pasuje do oczekiwanego spektrum punktów Hawking.
Następnie porównał te dane z fałszywymi danymi CMB, które losowo wygenerował. Ta sztuczka miała wykluczyć możliwość, że te wstępne „punkty Hawkinga” mogły powstać, gdyby CMB były całkowicie losowe. Jeśli losowo wygenerowane dane CMB nie byłyby w stanie naśladować tych punktów Hawkinga, to zdecydowanie sugerowałoby, że nowo zidentyfikowane punkty Hawkinga rzeczywiście pochodziły z czarnych dziur sprzed wieków.
To nie pierwszy raz, kiedy Penrose opublikował artykuł ukazujący punkty Hawkinga z przeszłego wszechświata. W 2010 roku opublikował artykuł z fizykiem Vahe Gurzadyanem, który wysunął podobne twierdzenie. Publikacja ta wywołała krytykę ze strony innych fizyków, nie przekonując społeczności naukowej, która napisała duży artykuł. Dwa kolejne dokumenty (tutaj i tutaj) dowodziły, że dowody wskazane przez punkty Hawkinga, które zidentyfikowali Penrose i Gurzadyan, były w rzeczywistości wynikiem losowego szumu w ich danych.
Mimo to Penrose naciska do przodu. (Fizyk słyszał również, bez przekonania wielu neuronaukowców, że ludzka świadomość jest wynikiem obliczeń kwantowych).
Zapytany, czy czarne dziury z naszego wszechświata mogą kiedyś zostawić ślady we wszechświecie następnego eonu, Penrose odpowiedział: „Tak, rzeczywiście!”.
Uwaga edytora: wcześniejsza wersja tej historii nazywała CMB „radioaktywną”. To promieniowanie, ale nie radioaktywne. Historia została poprawiona.
