Könnte die berühmte „Urknall“ -Theorie überarbeitet werden? Eine Gruppe theoretischer Physiker vermutet, dass die Geburt des Universums hätte stattfinden können, nachdem ein vierdimensionaler Stern in ein Schwarzes Loch gefallen und Trümmer ausgeworfen hatte.
Bevor wir auf ihre Ergebnisse eingehen, lassen Sie uns vorab sagen, dass niemand etwas sicher weiß. Menschen waren offensichtlich nicht da, als das Universum begann. Die Standardtheorie besagt, dass das Universum von einem unendlich dichten Punkt oder einer Singularität aus gewachsen ist, aber wer weiß, was vorher da war?
"Nach Kenntnis aller Physiker könnten Drachen aus der Singularität herausgeflogen sein", erklärte Niayesh Afshordi, Astrophysiker am Perimeter Institute for Theoretical Physics in Kanada, der die neue Studie mitverfasst hat.
Was sind die Grenzen der Urknalltheorie? Die Singularität ist eine davon. Es ist auch schwer vorherzusagen, warum es ein Universum mit einer nahezu gleichmäßigen Temperatur hervorgebracht hätte, da das Alter unseres Universums (etwa 13,8 Milliarden Jahre) - soweit wir das beurteilen können - nicht genügend Zeit bietet, um ein Temperaturgleichgewicht zu erreichen .
Die meisten Kosmologen sagen, dass sich das Universum schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ausgedehnt haben muss, aber Ashford sagt, dass selbst diese Theorie Probleme hat: „Der Urknall war so chaotisch, dass es nicht klar ist, dass es dafür sogar einen kleinen homogenen Fleck gegeben hätte Inflation, an der man arbeiten kann. “
Das schlagen die Physiker vor:
- In dem von ihnen konstruierten Modell schwebt das dreidimensionale Universum als Membran (oder Brane) in einem „Massenuniversum“ mit vier Dimensionen. (Ja, dies schmerzt auch unsere Köpfe, so dass es möglicherweise einfacher ist, die Brane vorübergehend als zweidimensional und das „Massenuniversum“ als dreidimensional zu betrachten, wenn Sie versuchen, sie sich vorzustellen.) Sie können die technischeren lesen Details in diesem 2000er Papier, auf dem die neue Theorie basiert.
- Wenn dieses „Massenuniversum“ also vierdimensionale Sterne hat, könnten diese Sterne dieselben Lebenszyklen durchlaufen wie die dreidimensionalen, mit denen wir vertraut sind. Die massereichsten würden als Supernovae explodieren, ihre Haut ablösen und die innersten Teile als schwarzes Loch zusammenbrechen lassen.
- Das 4-D-Schwarze Loch hätte einen „Ereignishorizont“, genau wie die uns bekannten 3-D-Horizonte. Der Ereignishorizont ist die Grenze zwischen der Innenseite und der Außenseite eines Schwarzen Lochs. Es gibt viele Theorien darüber, was in einem Schwarzen Loch vor sich geht, obwohl noch nie etwas beobachtet wurde.
- In einem 3D-Universum erscheint der Ereignishorizont als zweidimensionale Oberfläche. In einem 4-D-Universum wäre der Ereignishorizont ein 3-D-Objekt, das als Hypersphäre bezeichnet wird.
- Das Modell sagt also im Grunde, wenn der 4-D-Stern auseinander bläst, würde das übrig gebliebene Material eine 3-D-Brane erzeugen, die einen 3-D-Ereignishorizont umgibt, und sich dann ausdehnen.
Das lange und das kurze davon? Um dies auf die Dinge zurückzubringen, die wir sehen können, geht aus Beobachtungen hervor, dass sich das Universum ausdehnt (und tatsächlich schneller wird, wenn es sich ausdehnt, möglicherweise aufgrund der mysteriösen dunklen Energie). Die neue Theorie besagt, dass die Expansion vom Wachstum dieser 3-D-Brane herrührt. Es gibt jedoch mindestens eine Einschränkung.
Während das Modell erklärt, warum das Universum eine nahezu gleichmäßige Temperatur hat (das 4-D-Universum davor hätte es viel länger existiert), hat ein Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation namens Planck kürzlich kleine Temperaturschwankungen im kosmischen Mikrowellenhintergrund kartiert, von denen angenommen wird Reste der Anfänge des Universums zu sein. (Lesen Sie hier mehr über die CMB.)
Das neue Modell unterscheidet sich von diesen CMB-Werten um etwa vier Prozent, daher versuchen die Forscher, das Modell zu verfeinern. Sie sind jedoch immer noch der Meinung, dass das Modell einen Wert hat. Planck zeigt, dass Inflation stattfindet, zeigt es aber nichtWarumDie Inflation geschieht.
"Die Studie könnte helfen zu zeigen, wie Inflation durch die Bewegung des Universums durch eine höherdimensionale Realität ausgelöst wird", erklärten die Forscher.
Sie können mehr über ihre Forschung auf diesem vorveröffentlichten Arxiv-Papier lesen. Der Arxiv-Eintrag gibt nicht an, ob das Papier zur Veröffentlichung in von Experten begutachteten wissenschaftlichen Fachzeitschriften eingereicht wurde.
Quelle: Natur
