Роджер Пенроуз и его коллеги заявили о новых доказательствах цикличности Вселенной

Денис Парфенов    | 2021.08.09

Неожиданные горячие точки в космическом микроволновом фоне (CMB) могли быть созданы черными дырами, испарившимися до Большого взрыва. Так утверждает трио ученых во главе с физиком-математиком Роджером Пенроузом в статье, в которой представлены новые доказательства того, что наша Вселенная - всего лишь одна стадия в потенциально бесконечном цикле космического вымирания и возрождения. Другие исследователи, однако, скептически относятся к тому, что микроволновый фон действительно содержит признаки предыдущего «эона».

Согласно стандартной космологии, Вселенная претерпела очень короткое, но исключительно интенсивное расширение сразу после Большого взрыва. Этот период «инфляции» сгладил бы любые нарушения в структуре ранней Вселенной, что привело бы к очень однородному космосу, который мы наблюдаем вокруг себя.

Однако Пенроуз из Оксфордского университета разработал конкурирующую теорию, известную как «конформная циклическая космология» (CCC), которая утверждает, что Вселенная стала однородной до, а не после Большого взрыва. Идея состоит в том, что Вселенная циклически переходит от одного эона к другому, каждый раз начиная бесконечно маленьким и сверхгладким, а затем расширяясь и генерируя сгустки материи. Эта материя в конечном итоге засасывается сверхмассивными черными дырами, которые в течение очень долгого времени исчезают, непрерывно испуская излучение Хокинга. Этот процесс восстанавливает единообразие и готовит почву для следующего Большого взрыва.

Потеря массы

CCC столкнулся со скептицизмом со стороны многих космологов с тех пор, как был выдвинут в 2005 году, не в последнюю очередь потому, что сопоставление бесконечно большой Вселенной в одном эоне с бесконечно малой в следующем требует, чтобы все частицы потеряли свою массу, когда Вселенная станет очень старой. . Однако в 2010 году Пенроуз и Ваге Гурзадян из Ереванского физического института в Армении заявили, что они нашли доказательства в поддержку CCC в виде колец с однородной температурой внутри реликтового излучения. Эти кольца, согласно идее, будут подписью в нашем эоне сферически излучаемых гравитационных волн, генерируемых сталкивающимися черными дырами в предыдущем эоне.

Пара нашла такие кольца в данных от зонда Уилкинсона микроволновой анизотропии НАСА (WMAP), в то же время утверждая, что они не видели такой закономерности в (стандартном) моделировании реликтового излучения, которое они проводили. Другие группы, однако, утверждали, что моделирование действительно содержит кольца - после того, как они были модифицированы, чтобы учесть распределение горячих и холодных пятен на различных угловых масштабах, которые наблюдаются в реальном реликтовом излучении и которые предсказываются инфляционной физикой.

Не испугавшись, Пенроуз опубликовал доказательства другого рода в поддержку CCC. Вместо колец с почти однородной температурой, он вместо этого идентифицировал участки в реликтовом фоновом излучении, которые намного горячее, чем окружающая область. Идея состоит в том, что эти горячие точки могут быть вызваны (в основном электромагнитным) излучением, испускаемым во время испарения Хокинга сверхмассивных черных дыр в предыдущий эон.

Точки Хокинга

Пенроуз говорит, что хотя изначально эти выбросы были очень слабыми, они были сконцентрированы в нашем собственном эоне в местах с огромным количеством энергии, которые он и его коллеги называют точками Хокинга. Он объясняет, что такая концентрация возникает потому, что «Вселенная теряет представление о том, насколько она велика при переходе между эонами». Точки Хокинга тогда бы растянулись в ранней Вселенной, образуя на небе круглые пятна с диаметром, примерно в пять раз превышающим диаметр Луны.

В препринте, недавно загруженном на сервер arXiv , Пенроуз и двое его коллег - Даниэль Ан из морского колледжа SUNY в США и Кшиштоф Мейснер из Варшавского университета в Польше - сообщают о поиске горячих точек в данных CMB со спутника Planck Европейского космического агентства. различных размеров и анализируя, как быстро падает микроволновая температура вокруг них по сравнению с пятнами на 1000 смоделированных картах реликтового излучения. Они обнаружили, что внутри и вокруг небольших пятен ни одна смоделированная карта не имеет более высоких градиентов температуры, чем реальный космос, причем колебания температуры в последнем случае примерно на порядок выше (около 3 × 10 -4 К), чем реликтовое излучение. средний.

Сильная поддержка

По словам Пенроуза, это несоответствие между реальными и смоделированными данными обеспечивает надежную поддержку CCC над инфляцией. «Мы, конечно, приветствуем попытки объяснить эти наблюдения с помощью общепринятых в настоящее время моделей, - говорит он, - но мы думаем, что это будет сложно, если не появятся радикально новые идеи».

Вселенная может быть поймана в петлю и естественный ядерный реактор

Однако некоторых других физиков это не убедило. Джеймс Зибин из Университета Британской Колумбии в Канаде указывает, что ученые годами изучали реликтовое излучение и не нашли никаких доказательств наличия особо горячих точек (хотя они выявили одно аномальное холодное пятно). Он также считает, что Пенроуз и его коллеги не смогли учесть эффект «искать в другом месте», аргументируя это тем, что они обнаружили самые горячие точки в реальных, а не смоделированных данных всего в 2 из 40 тестов (с акцентом на разные размеры точек и точек). Каждый раз в пограничной области реликтового излучения) шансы стать жертвой статистической случайности упали с 1 к 1000 до 1 к 50.

Дуглас Скотт, коллега Зибина из Британской Колумбии, также настроен скептически. Описывая статью как «очень запутанную и трудную для понимания», он настороженно относится к тому, что он видит как потенциально бесконечную серию попыток найти необычные особенности в CMB. «Очевидно, если бы кто-то смог показать, что какой-то конкретный узор на микроволновом небе был доказательством того, что Вселенная претерпела серию циклов, это было бы очень захватывающе», - говорит он. «Но в этой статье этого недостаточно».

Денис Парфенов Автор статей

Постоянный автор и редактор новостных статей, посвященных гемблингу и спорту, фанат казино и карточных игр, независимый обозреватель спортивых мероприятий.