Ar putea avea nevoie faimoasa teorie „Big Bang" de o revizuire? Un grup de fizicieni teoreticieni presupun că naşterea Universului ar putea fi rezultatul colapsului unei stele tetradimensionale într-o gaură neagră, fenomen urmat de expulzarea materiei în exces. Înainte de a intra în detaliile acestei ipoteze surprinzătoare, să prefaţăm acest lucru prin a afirma că nimeni nu este în posesia unui răspuns sigur cu privire la originea Universului.
În mod evident, oamenii nu au existat în momentul în care Universul s-a format. Cea mai acceptată teorie din cosmologie presupune că Universul a evoluat de la un punct infinit de dens, numit singularitate, dar cine ştie ce a fost acolo înaintea acestuia?
O imagine artistică pentru „orizontul evenimentului” unei găuri negre.
Credit: Victor de Schwanberg/Science Photo Library
„Conform fizicienilor, dragonii au venit în zbor din singularitate", a declarat cu umor Niayesh Afshordi, un astrofizician al Perimeter Institute for Theoretical Physics din Canada, care este un coautor al noului studiu.
În consecinţă, care sunt limitările teoriei Big Bang? Singularitate este una dintre ele. De asemenea, este greu de prezis care a fost modalitatea prin care aceasta a produs un Univers în care temperatura are o distribuţie aproape uniformă, deoarece vârsta Universul nostru (de aproximativ 13,8 miliarde de ani) nu poate asigura, în măsura în care putem afirma acest lucru, atingerea unei temperaturi de echilibru la nivelul întregului Univers.
Cei mai mulţi cosmologi afirmă că Universul trebuie să se fi extins cu o viteză mai mare decât cea a luminii, pentru ca să se atingă o temperatură de echilibru la nivelul Universului, dar Ashford afirmă că această teorie are probleme: „Teoria Big Bangului este atât de confuză, încât nu este clar cum dintr-o singularitate a putut apare un proces de inflaţie care să asigure omogenitatea în Univers".
Imaginea prezintă etapele de evoluţie ale Universului de-a lungul celor 13,7 miliarde de ani, de la momentul Big Bang, trecând prin Epoca Neagră a Universului, formarea primelor stele şi până la Universul în expansiune care a urmat.
Credit: NASA/WMAP Science Team
Iată ce propun fizicienii:
- Modelul pe care ei şi l-au imaginat conţine un Univers tridimensional ce pluteşte, ca o membrană, într-un univers mai mare (principal) care are patru dimensiuni. (Da, această imagine de univers este dificil de imaginat, dar ea poate fi înţeleasă mai uşor dacă presupunem, pentru simplificare, că membrana are două dimensiuni, iar că Universul în care aceasta se află are trei dimensiuni).
- În consecinţă, dacă acest univers principal conţine stele tetradimensionale, aceste stele ar putea evolua în conformitate cu acelaşi cicluri de viaţă, caracteristice stelelor tridimensionale, cu care suntem obişnuiţi. Cele mai masive dintre ele ar exploda sub forma unor supernove, expulzându-şi straturile lor exterioare şi ale căror părţi centrale colapsează sub forma unor găuri negre.
- O gaură neagră 4D ar avea „orizontul evenimentului" similar cu cel al unei stele 3D cu care suntem obişnuiţi. Orizontul evenimentului reprezintă limita dintre partea interioară şi partea exterioară a unei găuri negre. Există o mulţime de teorii care încearcă să descrie ce se petrece în interiorul unei găuri negre, deşi niciodată nu s-a observat ceva aflat în acea zonă.
- Într-un univers 3D, orizontul evenimentului apare sub forma unei suprafeţe bidimensionale. În consecinţă, într-un univers 4D, orizontul evenimentului ar fi reprezentat de un obiect 3D numit hipersferă.
- În consecinţă, ceea ce noul model teoretic afirmă este că atunci când o stea 4D explodează, resturile de materie ar crea o membrană 3D aflată în jurul unui orizont al evenimentului 3D şi care, în continuare, se extinde.
Pentru a reveni înapoi la lucrurile pe care le putem observa în mod direct, s-a dedus din observaţiile astronomice că Universul se extinde (iar expansiunea acestuia este accelerată, eventual, din cauza misterioasei energii întunecate). Noua teorie propusă, afirmă că expansiunea Universului provine de la această membrană 3D aflată în creştere. Dar există cel puţin o limitare în această ipoteză.
În timp ce modelul propus explică de ce Universul are o temperatură aproape uniformă (universul 4D anterior exista de mai mult timp), telescopul Planck al European Space Agency a înregistrat recent variaţii mici ale temperaturii din radiaţia cosmică de fond (CMB), care este considerată a fi o rămăşiţă a începutului Universului.
Această imagine artistică prezintă materia ce se află în jurul unei găuri negre supermasive din centrul galaxiei active NGC 3783, aflată în sudul constelaţiei Centaurului. Noile observaţii ce au utilizat Very Large Telescope Interferometer al ESO, din cadrul Paranal Observatory din Chile, au identificat nu doar torul de praf cald aflat în jurul găurii negre, dar, de asemenea, vântul de materie rece din regiunile polare.
Credit ESO/M. Kornmesser
Noul model cosmologic diferă cu aproximativ patru la sută faţă de măsurătorile radiaţiei cosmice de fond, astfel încât cercetătorii încearcă să crească precizia estimărilor. Ei cred că modelul lor teoretic merită atenţie. Telescopul spaţial Planck a arătat că procesul de inflaţie al Universului s-a produs, dar nu a arătat ce a provocat inflaţia.
„Studiul nostru ar putea ajuta în vederea identificării modului prin care inflaţia este declanşată de mişcarea Universului printr-un spaţiu cu o dimensiune în plus", au declarat cercetătorii.
Puteţi citi mai multe despre noua teorie în cadrul lucrării, aflată în faza de concept, de la adresa http://arxiv.org/abs/1309.1487. Nu se precizează dacă lucrarea a fost trimisă spre publicare unor reviste ştiinţifice de specialitate.
Traducere de Cristian-George Podariu după goodbye-big-black-hole-theory cu acordul editorului
