Denne historie blev opdateret den 23. august kl. 21.20 E.T.
Vi lever ikke i det første univers. Der var andre universer, i andre eoner, før vores, har en gruppe fysikere sagt. Som vores var disse universer fulde af sorte huller. Og vi kan registrere spor af disse langdøde sorte huller i den kosmiske mikrobølgebakgrund (CMB) - strålingen, der er en rest af vores universets voldelige fødsel.
I det mindste er det det noget excentriske syn på gruppen af teoretikere, inklusive den fremtrædende Oxford University matematiske fysiker Roger Penrose (også en vigtig Stephen Hawking-samarbejdspartner). Penrose og hans acolytter argumenterer for en ændret version af Big Bang.
I Penrose og lignende tilbøjelige fysikers historie med tid og rum (som de kalder konform cyklisk kosmologi eller CCC), boble universerne op, udvides og dør i rækkefølge med sorte huller fra hver efterlader spor i universerne, der følger. Og i en ny artikel, der blev frigivet 6. august i fortrykket tidsskriftet arXiv, argumenterede Penrose sammen med State University of New York Maritime College matematiker Daniel An og University of Warszawa teoretiske fysiker Krzysztof Meissner, at disse spor er synlige i eksisterende data fra CMB .
En forklaret, hvordan disse spor dannes og overlever fra den ene eon til den næste.
”Hvis universet fortsætter og fortsætter, og de sorte huller gabbler op alting, på et bestemt tidspunkt, vil vi kun have sorte huller,” sagde han til Live Science. I henhold til Hawkings mest berømte teori mister sorte huller langsomt noget af deres masse og energi over tid gennem stråling af masseløse partikler kaldet gravitoner og fotoner. Hvis denne Hawking-stråling eksisterer, "hvad er der, der vil ske, at disse sorte huller gradvist, gradvis vil skrumpe ned."
På et bestemt tidspunkt ville disse sorte huller gå i fuld opløsning, sagde An og efterlader universet en masseløs suppe af fotoner og gravitoner.
”Sagen ved dette tidsrum er, at masseløse gravitoner og fotoner ikke rigtig oplever tid eller rum,” sagde han.
Gravitoner og fotoner, masseløse rejsende med let hastighed, oplever ikke tid og rum på samme måde som vi - og alle de andre massive, langsommere bevægelige objekter i universet. Einsteins relativitetsteori dikterer, at objekter med masse ser ud til at bevæge sig gennem tiden langsommere, når de nærmer sig lysets hastighed, og afstande bliver skæve fra deres perspektiv. Masseløse genstande som fotoner og gravitationer bevæger sig med lysets hastighed, så de ikke oplever tid eller afstand overhovedet.
Så et univers fyldt med kun gravitoner eller fotoner vil ikke have nogen fornemmelse af, hvad der er tid eller hvad der er plads, ”sagde An.
På det tidspunkt argumenterer nogle fysikere (inklusive Penrose) for, at det store, tomme, post-sorte hulunivers begynder at ligne det ultrakomprimerede univers i øjeblikket af big bang, hvor der ikke er tid eller afstand mellem noget.
”Og så starter det igen,” sagde An.
Så hvis det nye univers ikke indeholder nogen af de sorte huller fra det forrige univers, hvordan kunne de sorte huller efterlade spor i CMB?
Penrose sagde, at sporene ikke er af de sorte huller i sig selv, men snarere af de milliarder af år, disse objekter brugte på at sætte energi ud i deres eget univers via Hawking-stråling.
"Det er ikke det sorte huls singularitet," eller det er en faktisk, fysisk krop, sagde han til Live Science, "men ... hele Hawking-strålingen af hullet gennem dets historie."
Her er hvad det betyder: Al den tid et sort hul brugt på at opløse sig selv via Hawking-stråling efterlader et mærke. Og dette mærke, der er lavet i rumets strålingsfrekvenser i baggrunden, kan overleve universets død. Hvis forskere kunne få øje på dette mærke, ville forskerne have grund til at tro, at CCC's vision for universet er rigtigt, eller i det mindste ikke bestemt forkert.
For at få øje på det svage mark mod den allerede svage, forvirrede stråling af CMB, sagde An, løb han en slags statistisk turnering blandt himmellapper.
Et tog cirkulære regioner i den tredje af himlen, hvor galakser og stjernelys ikke overvælder CMB. Dernæst fremhævede han områder, hvor fordelingen af mikrobølgefrekvenserne stemmer overens med, hvad der ville forventes, hvis der findes Hawking-point. Han havde disse cirkler "konkurreret" med hinanden, sagde han, for at bestemme, hvilket område der næsten matchede de forventede spektrum af Hawking-point.
Derefter sammenlignede han disse data med falske CMB-data, som han tilfældigt genererede. Dette trick var beregnet til at udelukke muligheden for, at de tentative "Hawking-point" kunne have dannet sig, hvis CMB var helt tilfældigt. Hvis de tilfældigt genererede CMB-data ikke kunne efterligne disse Hawking-punkter, ville det stærkt antyde, at de nyligt identificerede Hawking-punkter faktisk var fra sorte huller i eoner fra fortiden.
Dette er ikke første gang, at Penrose har lagt ud et papir, der ser ud til at identificere Hawking-point fra et tidligere univers. Tilbage i 2010 udgav han et papir med fysikeren Vahe Gurzadyan, der fremsatte en lignende påstand. Denne publikation udløste kritik fra andre fysikere og undlod at overbevise det videnskabelige samfund. To opfølgningspapirer (her og her) argumenterede for, at beviset for Hawking-punkter, Penrose og Gurzadyan, var faktisk resultatet af tilfældig støj i deres data.
Alligevel presser Penrose fremad. (Fysikeren har også berømt argumenteret uden at overbevise mange neurovidenskabsmænd om, at menneskelig bevidsthed er resultatet af kvanteberegning.)
På spørgsmålet om de sorte huller fra vores univers en dag kan efterlade spor i universet i den næste eon, svarede Penrose: "Ja, ja!"
Redaktørens note: En tidligere version af denne historie omtalte CMB som "radioaktiv." Det er stråling, men det er ikke radioaktivt. Historien er blevet rettet.
