Denne historien ble oppdatert 23. august klokka 21.20 E.T.
Vi lever ikke i det første universet. Det var andre universer, i andre eoner, før vår, har en gruppe fysikere sagt. Som våre var disse universene fulle av sorte hull. Og vi kan oppdage spor etter de langdøde sorte hullene i den kosmiske mikrobølgebakgrunnen (CMB) - strålingen som er en rest av universets voldelige fødsel.
I det minste er det det noe eksentriske synet på gruppen av teoretikere, inkludert den fremtredende matematisk fysikeren fra Oxford University Roger Penrose (også en viktig Stephen Hawking-samarbeidspartner). Penrose og hans acolytter argumenterer for en modifisert versjon av Big Bang.
I Penrose og lignende tilbøyelige fysikernes historie med tid og rom (som de kaller konform konjunktur, eller CCC), boble universer ut, utvide og dø i rekkefølge, med sorte hull fra hver som etterlater spor i universene som følger. Og i en ny artikkel utgitt 6. august i preprint-tidsskriftet arXiv argumenterte Penrose sammen med State University of New York Maritime College matematiker Daniel An og University of Warszawa teoretiske fysiker Krzysztof Meissner at disse sporene er synlige i eksisterende data fra CMB .
En forklarte hvordan disse sporene dannes og overlever fra det ene eonet til det neste.
"Hvis universet fortsetter og fortsetter og de sorte hullene gabber opp alt, på et bestemt tidspunkt, vil vi bare ha sorte hull," sa han til Live Science. I følge Hawkings mest kjente teori mister sorte hull sakte litt av massen og energien over tid gjennom stråling av masseløse partikler kalt gravitoner og fotoner. Hvis denne Hawking-strålingen eksisterer, "så er det som kommer til å skje at disse svarte hullene gradvis, gradvis vil krympe seg."
På et visst tidspunkt ville de sorte hullene gå i oppløsning helt, sa An, og etterlot universet en masseløs suppe av fotoner og gravitoner.
"Saken med denne perioden er at masseløse gravitoner og fotoner ikke virkelig opplever tid eller rom," sa han.
Gravitoner og fotoner, masseløse lysfart reisende, opplever ikke tid og rom på samme måte som vi - og alle de andre massive, saktere bevegelige gjenstandene i universet. Einsteins relativitetsteori dikterer at objekter med masse ser ut til å bevege seg langs tid når de nærmer seg lysets hastighet, og avstander blir skjevt fra deres perspektiv. Masseløse gjenstander som fotoner og gravitoner beveger seg med lysets hastighet, slik at de ikke opplever tid eller avstand i det hele tatt.
Så et univers fylt med bare gravitoner eller fotoner vil ikke ha noen sans for hva som er tid eller hva som er plass, "sa An.
På det tidspunktet hevder noen fysikere (inkludert Penrose) at det enorme, tomme, post-sorte hullet universet begynner å ligne det ultrakomprimerte universet i øyeblikket med big bang, der det ikke er tid eller avstand mellom noe.
"Og så begynner det på nytt," sa An.
Så hvis det nye universet ikke inneholder noen av de svarte hullene fra det forrige universet, hvordan kan de svarte hullene etterlate spor i CMB?
Penrose sa at sporene ikke er fra de sorte hullene, men snarere på milliarder av år som gjenstandene brukte energi på å sette energi ut i sitt eget univers via Hawking-stråling.
"Det er ikke det sorte hullets singularitet," eller det er en faktisk, fysisk kropp, sa han til Live Science, "men ... hele Hawking-strålingen av hullet gjennom historien."
Her er hva det betyr: Hele tiden et svart hull brukt på å løse seg opp via Hawking-stråling, etterlater et merke. Og det merket, laget i bakgrunnsstrålingsfrekvensene i rommet, kan overleve et universs død. Hvis forskere kunne se det merket, ville forskerne ha grunn til å tro at CCC-synet på universet er riktig, eller i det minste ikke definitivt galt.
For å oppdage det svake merket mot den allerede svake, forvirrede strålingen fra CMB, sa An, løp han en slags statistisk turnering blant lapper av himmel.
En tok sirkulære regioner i den tredje av himmelen der galakser og stjernelys ikke overvelde CMB. Deretter fremhevet han områder der fordelingen av mikrobølgefrekvensene samsvarer med hva som kan forventes hvis Hawking-poeng eksisterer. Han hadde de kretsene "konkurrert" med hverandre, sa han, for å bestemme hvilket område som nærmest stemte overens med forventede spekter av Hawking-poeng.
Deretter sammenlignet han disse dataene med falske CMB-data han tilfeldig genererte. Dette trikset var ment å utelukke muligheten for at de tentative "Hawking-poengene" kunne ha dannet seg hvis CMB var helt tilfeldig. Hvis de tilfeldig genererte CMB-dataene ikke kunne etterligne disse Hawking-punktene, ville det sterkt antyde at de nylig identifiserte Hawking-punktene faktisk var fra svarte hull i eoner tidligere.
Dette er ikke første gang Penrose har lagt ut et papir som ser ut til å identifisere Hawking-poeng fra et tidligere univers. Tilbake i 2010 publiserte han et papir med fysikeren Vahe Gurzadyan som gjorde en lignende påstand. Denne publikasjonen vakte kritikk fra andre fysikere, og unnlot å overbevise det vitenskapelige samfunnet. To oppfølgingsartikler (her og her) hevdet at bevisene for Hawking-poeng Penrose og Gurzadyan identifiserte faktisk var et resultat av tilfeldig støy i deres data.
Likevel trykker Penrose frem. (Fysikeren har også berømt hevdet, uten å overbevise mange nevrovitere, om at menneskets bevissthet er et resultat av kvanteberegning.)
På spørsmål om de sorte hullene fra universet vårt en dag kan etterlate spor i universet til neste eon, svarte Penrose: "Ja, ja!"
Redaktørens merknad: En tidligere versjon av denne historien omtalte CMB som "radioaktiv." Det er stråling, men den er ikke radioaktiv. Historien er korrigert.
