La famosa teoria del "Big Bang" potrebbe aver bisogno di una revisione? Un gruppo di fisici teorici suppone che la nascita dell'universo possa essere avvenuta dopo che una stella a quattro dimensioni è crollata in un buco nero ed espulso detriti.
Prima di entrare nelle loro scoperte, facciamo solo una prefazione dicendo che nessuno sa nulla di sicuro. Ovviamente gli umani non erano in circolazione al momento in cui l'universo iniziò. La teoria standard è che l'universo è cresciuto da un punto infinitamente denso o singolarità, ma chi sa cosa c'era prima?
"Per tutti i fisici, i draghi sarebbero potuti uscire dalla singolarità", ha dichiarato Niayesh Afshordi, un astrofisico del Perimeter Institute for Theoretical Physics in Canada, autore del nuovo studio.
Quindi quali sono i limiti della teoria del Big Bang? La singolarità è una di queste. Inoltre, è difficile prevedere perché avrebbe prodotto un universo che ha una temperatura quasi uniforme, perché l'età del nostro universo (circa 13,8 miliardi di anni) non dà abbastanza tempo - per quanto ne sappiamo - per raggiungere un equilibrio di temperatura .
La maggior parte dei cosmologi afferma che l'universo deve essersi espanso più velocemente della velocità della luce perché ciò accada, ma Ashford afferma che anche la teoria ha dei problemi: “Il Big Bang era così caotico, non è chiaro che ci sarebbe stata anche una piccola patch omogenea per l'inflazione su cui iniziare a lavorare ".
Questo è ciò che propongono i fisici:
- Il modello che hanno costruito ha l'universo tridimensionale fluttuante come una membrana (o brana) in un "universo di massa" che ha quattro dimensioni. (Sì, anche questo ci sta facendo male alla testa, quindi potrebbe essere più facile pensare temporaneamente alla brana come bidimensionale e all '"universo di massa" come tridimensionale quando si cerca di immaginarlo.) Puoi leggere più tecniche dettagli in questo articolo del 2000 su cui si basa la nuova teoria.
- Quindi, se questo "universo di massa" ha stelle quadridimensionali, queste stelle potrebbero attraversare gli stessi cicli di vita di quelli tridimensionali che conosciamo. Quelle più massicce esploderebbero come supernovae, perderebbero la pelle e farebbero crollare le parti più interne come un buco nero.
- Il buco nero 4-D avrebbe un "orizzonte degli eventi" proprio come quelli 3-D che conosciamo. L'orizzonte degli eventi è il confine tra l'interno e l'esterno di un buco nero. Ci sono molte teorie su ciò che accade all'interno di un buco nero, sebbene nulla sia mai stato osservato.
- In un universo 3D, l'orizzonte degli eventi appare come una superficie bidimensionale. Quindi in un universo 4-D, l'orizzonte degli eventi sarebbe un oggetto 3-D chiamato ipersfera.
- Quindi, fondamentalmente, ciò che dice il modello è quando la stella 4-D esplode, il materiale rimanente creerebbe una brana 3-D che circonda un orizzonte di eventi 3-D, e quindi si espanderebbe.
Il lungo e il corto di esso? Per riportare ciò alle cose che possiamo vedere, dalle osservazioni emerge che l'universo si sta espandendo (e in effetti sta diventando più veloce mentre si espande, probabilmente a causa della misteriosa energia oscura). La nuova teoria afferma che l'espansione proviene dalla crescita di questa brana 3D. Ma c'è almeno una limitazione.
Mentre il modello spiega perché l'universo ha una temperatura quasi uniforme (l'universo 4-D che lo precede sarebbe esistito per molto più tempo), un telescopio dell'Agenzia spaziale europea chiamato Planck ha recentemente mappato piccole variazioni di temperatura nel fondo cosmico a microonde, che si ritiene essere gli avanzi degli inizi dell'universo. (Leggi di più sulla CMB qui.)
Il nuovo modello differisce da queste letture CMB di circa il quattro percento, quindi i ricercatori stanno cercando di affinare il modello. Tuttavia, ritengono che il modello valga la pena. Planck mostra che l'inflazione sta avvenendo, ma non lo mostraperchél'inflazione sta accadendo.
"Lo studio potrebbe aiutare a mostrare come l'inflazione è innescata dal movimento dell'universo attraverso una realtà di dimensione superiore", hanno affermato i ricercatori.
Puoi leggere di più sulla loro ricerca su questo articolo Arxiv pre-pubblicato. La voce Arxiv non specifica se il documento è stato inviato a riviste scientifiche sottoposte a revisione paritaria per la pubblicazione.
Fonte: natura
