Ученые обнаружили призраки черных дыр из другой Вселенной

Мы не живем в первой Вселенной. Группа физиков сказала, что были другие вселенные, в других эонах, до нашей. Как и наша, эти вселенные были полны черных дыр. И мы можем обнаружить следы этих давно мертвых черных дыр в космическом микроволновом фоне (CMB) — радиоактивном остатке насильственного рождения нашей Вселенной.

По крайней мере, это несколько эксцентричный взгляд группы теоретиков, включая выдающегося математического физика Оксфордского университета Роджера Пенроуза (также важного сотрудника Стивена Хокинга). Пенроуз и его помощники утверждают, что модифицированная версия Большого взрыва.

В истории пространства и времени Пенроуза (которую физики называют конформной циклической космологией, или CCC) вселенные пузырятся, расширяются и умирают последовательно, причем черные дыры от каждой оставляют следы во вселенных.

В новой статье, опубликованной 6 августа в журнале препринтов arXiv, представлены очевидные доказательства точек Хокинга в небе CMB. Пенроуз вместе с математиком Государственного университета Нью-Йорка Даниэлем Ан и физиком-теоретиком Варшавского университета Кшиштофом Мейснером, утверждают, что эти следы видны в существующих данных из CMB.

Даниэль Ан объяснил, как эти следы формируются и выживают от одного эона к другому.

«Если вселенная будет продолжаться и продолжаться, и черные дыры поглотят все, в определенный момент у нас будут только черные дыры», — сказал он Live Science. Согласно самой известной теории Хокинга, черные дыры медленно теряют часть своей массы и энергии с течением времени из-за излучения безмассовых частиц, называемых гравитонами и фотонами. Если это излучение Хокинга существует, «тогда произойдет то, что эти черные дыры будут постепенно, постепенно сжиматься».

В определенный момент эти черные дыры полностью распадутся, сказал Ан, оставив Вселенную безмассовым супом фотонов и гравитонов.

«Дело в том, что безмассовые гравитоны и фотоны на самом деле не испытывают времени или пространства», — сказал он.

Гравитоны и фотоны, безмассовые путешественники со скоростью света, не испытывают время и пространство так же, как мы — и все другие массивные, медленнее движущиеся объекты во Вселенной. Теория относительности Эйнштейна диктует, что объекты с массой, скорее всего, движутся во времени медленнее, когда они приближаются к скорости света, и расстояния становятся искаженными с их точки зрения. Безмассовые объекты, такие как фотоны и гравитоны, движутся со скоростью света, поэтому они вообще не испытывают времени или расстояния.

«Таким образом, вселенная, заполненная только гравитонами или фотонами, не будет иметь никакого представления о том, что такое время или пространство», — сказал Ан.

В этот момент, утверждают некоторые физики (включая Пенроуза), огромная, пустая Вселенная после черной дыры начинает напоминать сверхжатую вселенную в момент большого взрыва, где нет времени или расстояния между чем-либо.

«А потом все начинается сначала», — сказал Ан.

Итак, если новая Вселенная не содержит ни одной черной дыры из предыдущей вселенной, как эти черные дыры могут оставить следы в CMB?

Пенроуз сказал, что следы не от самих черных дыр, а скорее от миллиардов лет, которые эти объекты потратили на то, чтобы выпустить энергию в свою собственную вселенную через излучение Хокинга.

«Это не сингулярность черной дыры, — сказал он Live Science, — или это реальное физическое тело, — но… все излучение Хокинга дыры на протяжении всей ее истории».
Вот что это значит: все время, когда черная дыра растворяется с помощью излучения Хокинга, оставляет след. И эта метка, сделанная на частотах фонового излучения космоса, может пережить смерть вселенной. Если бы исследователи могли обнаружить эту отметку, то у ученых были бы основания полагать, что видение CCC вселенной правильно или, по крайней мере, не обязательно неправильно.

Чтобы обнаружить эту слабую метку на фоне уже слабого, запутанного излучения CMB, сказал Ан, он провел своего рода статистический турнир среди пятен неба.

Ан взял круглые области в третьей части неба, где галактики и звездный свет не подавляют CMB. Затем он выделил области, где распределение микроволновых частот соответствует тому, что ожидалось бы, если бы существовали точки Хокинга. По его словам, эти круги «конкурировали» друг с другом, чтобы определить, какая область наиболее соответствует ожидаемым спектрам точек Хокинга.

Затем он сравнил эти данные с поддельными данными CMB, которые он произвольно сгенерировал. Этот трюк должен был исключить возможность того, что эти предварительные «точки Хокинга» могли образоваться, если бы CMB был полностью случайным. Если случайно сгенерированные данные CMB не могли имитировать эти точки Хокинга, это сильно говорит о том, что вновь идентифицированные точки Хокинга действительно были из черных дыр прошлых эпох.

На вопрос, могут ли черные дыры из нашей Вселенной когда-нибудь оставить следы во Вселенной следующего эона, Пенроуз ответил: «Да, действительно!»