Questa storia è stata aggiornata il 23 agosto alle 9:20 E.V.
Non stiamo vivendo nel primo universo. C'erano altri universi, in altri eoni, prima dei nostri, ha detto un gruppo di fisici. Come il nostro, questi universi erano pieni di buchi neri. E siamo in grado di rilevare tracce di quei buchi neri morti da tempo nel fondo cosmico a microonde (CMB) - la radiazione che è un residuo della nascita violenta del nostro universo.
Almeno, questa è la visione un po 'eccentrica del gruppo di teorici, incluso l'importante fisico matematico Roger Penrose dell'Università di Oxford (anche lui un importante collaboratore di Stephen Hawking). Penrose e i suoi accoliti sostengono una versione modificata del Big Bang.
Nella storia dello spazio e del tempo di Penrose e dei fisici similmente inclini (che chiamano cosmologia ciclica conforme, o CCC), gli universi si gonfiano, si espandono e muoiono in sequenza, con buchi neri da ciascuna lasciando tracce negli universi che seguono. E in un nuovo articolo pubblicato il 6 agosto sulla rivista di prestampa arXiv, Penrose, insieme al matematico Daniel An dell'Università di Stato di New York e al fisico teorico dell'Università di Varsavia Krzysztof Meissner, ha sostenuto che tali tracce sono visibili nei dati esistenti del CMB .
Spiega come queste tracce si formano e sopravvivono da un eone all'altro.
"Se l'universo va avanti e avanti e i buchi neri divorano tutto, ad un certo punto, avremo solo buchi neri", ha detto a Live Science. Secondo la teoria più famosa di Hawking, i buchi neri perdono lentamente parte della loro massa ed energia nel tempo a causa delle radiazioni di particelle prive di massa chiamate gravitoni e fotoni. Se esiste questa radiazione Hawking, "allora ciò che accadrà è che questi buchi neri si ridurranno gradualmente, gradualmente".
Ad un certo punto, quei buchi neri si disintegrerebbero del tutto, An disse, lasciando all'universo una zuppa senza massa di fotoni e gravitoni.
"La cosa su questo periodo di tempo è che i gravitoni e i fotoni senza massa non sperimentano realmente il tempo o lo spazio", ha detto.
Gravitoni e fotoni, viaggiatori di velocità della luce senza massa, non sperimentano il tempo e lo spazio nello stesso modo in cui facciamo noi - e tutti gli altri enormi oggetti che si muovono più lentamente nell'universo. La teoria della relatività di Einstein impone che gli oggetti con massa sembrano muoversi nel tempo più lentamente mentre si avvicinano alla velocità della luce e le distanze si inclinano dalla loro prospettiva. Oggetti privi di massa come fotoni e gravitoni viaggiano alla velocità della luce, quindi non sperimentano affatto il tempo o la distanza.
Quindi, un universo pieno di soli gravitoni o fotoni non avrà alcun senso di ciò che è tempo o cosa è spazio ", ha detto An.
A quel punto, alcuni fisici (incluso Penrose) sostengono che il vasto, vuoto, buco post-buco nero inizia ad assomigliare all'universo ultra-compresso nel momento del big bang, dove non c'è tempo o distanza tra nulla.
"E poi ricomincia da capo", ha detto An.
Quindi, se il nuovo universo non contiene nessuno dei buchi neri dell'universo precedente, come potrebbero quei buchi neri lasciare tracce nel CMB?
Penrose ha affermato che le tracce non sono dei buchi neri stessi, ma piuttosto dei miliardi di anni che quegli oggetti hanno speso per emettere energia nel loro universo attraverso la radiazione Hawking.
"Non è la singolarità del buco nero", o è il vero corpo fisico, ha detto a Live Science, "ma l'intera ... radiazione Hawking del buco nel corso della sua storia."
Ecco cosa significa: tutto il tempo che un buco nero trascorso a dissolversi tramite la radiazione Hawking lascia un segno. E quel segno, fatto nelle frequenze di radiazione di fondo dello spazio, può sopravvivere alla morte di un universo. Se i ricercatori riuscissero a individuare quel segno, allora gli scienziati avrebbero motivo di credere che la visione del CCC dell'universo sia giusta, o almeno non del tutto sbagliata.
Per individuare quel debole segno contro la già debole, confusa radiazione del CMB, An ha detto, ha organizzato una sorta di torneo statistico tra le chiazze di cielo.
Un prese regioni circolari nel terzo del cielo in cui le galassie e la luce delle stelle non travolgono il CMB. Successivamente, ha evidenziato le aree in cui la distribuzione delle frequenze delle microonde corrisponde a ciò che ci si aspetterebbe se esistessero punti Hawking. Ha fatto sì che quei cerchi "competessero" tra loro, ha detto, per determinare quale area corrispondeva quasi agli spettri attesi dei punti Hawking.
Quindi, ha confrontato quei dati con dati CMB falsi generati casualmente. Questo trucco aveva lo scopo di escludere la possibilità che quei "punti Hawking" indicativi si sarebbero formati se il CMB fosse stato del tutto casuale. Se i dati CMB generati casualmente non riuscissero a imitare quei punti Hawking, ciò suggerirebbe fortemente che i punti Hawking appena identificati provenivano effettivamente da buchi neri di eoni passati.
Questa non è la prima volta che Penrose pubblica un documento che identifica i punti Hawking di un universo passato. Nel 2010, ha pubblicato un articolo con il fisico Vahe Gurzadyan che ha fatto un'affermazione simile. Quella pubblicazione ha suscitato critiche da parte di altri fisici, non riuscendo a convincere la comunità scientifica a scrivere in grande. Due documenti di follow-up (qui e qui) hanno sostenuto che l'evidenza dei punti Hawking identificati da Penrose e Gurzadyan era in realtà il risultato di un rumore casuale nei loro dati.
Tuttavia, Penrose si spinge in avanti. (Il fisico ha anche sostenuto, senza convincere molti neuroscienziati, che la coscienza umana è il risultato dell'informatica quantistica.
Alla domanda se un giorno i buchi neri del nostro universo possano lasciare tracce nell'universo del prossimo eone, Penrose ha risposto: "Sì, davvero!"
Nota del redattore: una versione precedente di questa storia si riferiva al CMB come "radioattivo". È una radiazione, ma non è radioattiva. La storia è stata corretta.
