Diese Geschichte wurde am 23. August um 9:20 Uhr (MEZ) aktualisiert.
Wir leben nicht im ersten Universum. Es gab andere Universen, in anderen Äonen, vor unseren, hat eine Gruppe von Physikern gesagt. Wie unsere waren diese Universen voller schwarzer Löcher. Und wir können Spuren dieser längst toten Schwarzen Löcher im kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB) erkennen - der Strahlung, die ein Überbleibsel der gewaltsamen Geburt unseres Universums ist.
Zumindest ist dies die etwas exzentrische Sichtweise der Gruppe von Theoretikern, einschließlich des bekannten mathematischen Physikers Roger Penrose von der Universität Oxford (ebenfalls ein wichtiger Mitarbeiter von Stephen Hawking). Penrose und seine Akolythen plädieren für eine modifizierte Version des Urknalls.
In der Raum- und Zeitgeschichte von Penrose und ähnlich geneigten Physikern (die sie als konforme zyklische Kosmologie oder CCC bezeichnen) sprudeln Universen nacheinander, dehnen sich aus und sterben nacheinander ab, wobei jeweils schwarze Löcher Spuren in den folgenden Universen hinterlassen. In einem neuen Artikel, der am 6. August im Preprint-Journal arXiv veröffentlicht wurde, argumentierte Penrose zusammen mit dem Mathematiker Daniel An vom Maritime College der State University of New York und dem theoretischen Physiker Krzysztof Meissner von der Universität Warschau, dass diese Spuren in vorhandenen Daten des CMB sichtbar sind .
Und erklärt, wie sich diese Spuren von einem Äon zum nächsten bilden und überleben.
"Wenn das Universum weiter und weiter geht und die Schwarzen Löcher alles verschlingen, werden wir zu einem bestimmten Zeitpunkt nur noch Schwarze Löcher haben", sagte er zu Live Science. Nach Hawkings berühmtester Theorie verlieren Schwarze Löcher im Laufe der Zeit langsam einen Teil ihrer Masse und Energie durch Strahlung masseloser Teilchen, die Gravitonen und Photonen genannt werden. Wenn diese Hawking-Strahlung existiert, "wird dann passieren, dass diese schwarzen Löcher allmählich, allmählich schrumpfen."
An einem bestimmten Punkt würden sich diese schwarzen Löcher vollständig auflösen, sagte An und das Universum mit einer masselosen Suppe aus Photonen und Gravitonen zurücklassen.
"Das Besondere an dieser Zeit ist, dass masselose Gravitonen und Photonen weder Zeit noch Raum wirklich erleben", sagte er.
Gravitonen und Photonen, masselose Reisende mit Lichtgeschwindigkeit, erleben Zeit und Raum nicht so wie wir - und alle anderen massiven, sich langsamer bewegenden Objekte im Universum -. Einsteins Relativitätstheorie schreibt vor, dass Objekte mit Masse sich langsamer durch die Zeit zu bewegen scheinen, wenn sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähern, und Entfernungen aus ihrer Perspektive verzerrt werden. Masselose Objekte wie Photonen und Gravitonen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit, sodass sie überhaupt keine Zeit oder Entfernung erfahren.
Ein Universum, das nur mit Gravitonen oder Photonen gefüllt ist, hat also keine Ahnung, was Zeit oder was Raum ist ", sagte An.
An diesem Punkt argumentieren einige Physiker (einschließlich Penrose), dass das riesige, leere Universum nach dem Schwarzen Loch dem ultrakomprimierten Universum im Moment des Urknalls ähnelt, in dem es keine Zeit oder Distanz zwischen irgendetwas gibt.
"Und dann geht es wieder von vorne", sagte An.
Wenn das neue Universum keines der Schwarzen Löcher aus dem vorherigen Universum enthält, wie könnten diese Schwarzen Löcher Spuren im CMB hinterlassen?
Penrose sagte, dass die Spuren nicht von den Schwarzen Löchern selbst stammen, sondern von den Milliarden von Jahren, die diese Objekte damit verbracht haben, über Hawking-Strahlung Energie in ihr eigenes Universum zu bringen.
"Es ist nicht die Singularität des Schwarzen Lochs", oder es ist der tatsächliche physische Körper, sagte er zu Live Science, "sondern die ... gesamte Hawking-Strahlung des Lochs während seiner gesamten Geschichte."
Das bedeutet Folgendes: Ein Schwarzes Loch, das sich durch Hawking-Strahlung auflöst, hinterlässt ständig Spuren. Und diese Markierung, die in den Hintergrundstrahlungsfrequenzen des Weltraums gemacht wird, kann den Tod eines Universums überleben. Wenn Forscher diese Marke erkennen könnten, hätten die Wissenschaftler Grund zu der Annahme, dass die CCC-Vision des Universums richtig oder zumindest nicht definitiv falsch ist.
Um diese schwache Markierung gegen die ohnehin schwache, durcheinandergebrachte Strahlung des CMB zu erkennen, führte An eine Art statistisches Turnier zwischen Himmelsflecken durch.
Eine aufgenommene kreisförmige Region am dritten Himmel, in der Galaxien und Sternenlicht die CMB nicht überwältigen. Als nächstes hob er Bereiche hervor, in denen die Verteilung der Mikrowellenfrequenzen mit dem übereinstimmt, was zu erwarten wäre, wenn Hawking-Punkte existieren. Er ließ diese Kreise miteinander "konkurrieren", um festzustellen, welcher Bereich den erwarteten Spektren der Hawking-Punkte am ehesten entsprach.
Dann verglich er diese Daten mit gefälschten CMB-Daten, die er zufällig generiert hatte. Dieser Trick sollte die Möglichkeit ausschließen, dass sich diese vorläufigen "Hawking-Punkte" gebildet haben könnten, wenn die CMB völlig zufällig wären. Wenn die zufällig generierten CMB-Daten diese Hawking-Punkte nicht nachahmen könnten, würde dies stark darauf hindeuten, dass die neu identifizierten Hawking-Punkte tatsächlich aus schwarzen Löchern vergangener Äonen stammen.
Dies ist nicht das erste Mal, dass Penrose ein Papier herausgibt, in dem Hawking-Punkte aus einem vergangenen Universum identifiziert werden. Bereits 2010 veröffentlichte er mit dem Physiker Vahe Gurzadyan einen Artikel, der eine ähnliche Behauptung aufstellte. Diese Veröffentlichung löste Kritik von anderen Physikern aus und konnte die wissenschaftliche Gemeinschaft nicht überzeugen. In zwei Folgepapieren (hier und hier) wurde argumentiert, dass die von Hawrose und Gurzadyan identifizierten Hinweise auf Hawking-Punkte tatsächlich auf zufälliges Rauschen in ihren Daten zurückzuführen sind.
Trotzdem drängt Penrose vorwärts. (Der Physiker hat auch bekanntlich argumentiert, ohne viele Neurowissenschaftler zu überzeugen, dass das menschliche Bewusstsein das Ergebnis von Quantencomputern ist.)
Auf die Frage, ob die Schwarzen Löcher aus unserem Universum eines Tages Spuren im Universum des nächsten Zeitalters hinterlassen könnten, antwortete Penrose: "Ja, in der Tat!"
Anmerkung des Herausgebers: In einer früheren Version dieser Geschichte wurde die CMB als "radioaktiv" bezeichnet. Es ist Strahlung, aber es ist nicht radioaktiv. Die Geschichte wurde korrigiert.
