Kan den berömda "Big Bang" -teorin behöva revideras? En grupp teoretiska fysiker antar att universumets födelse kunde ha hänt efter att en fyrdimensionell stjärna kollapsade i ett svart hål och kastade ut skräp.
Innan vi kommer in på deras resultat, låt oss bara förorda detta genom att säga att ingen vet något säkert. Människor var uppenbarligen inte när universum började. Standardteorin är att universum växte från en oändligt tät punkt eller singularitet, men vem vet vad som fanns där förut?
"För alla fysiker som vet, drakar kunde ha kommit att flyga ur singulariteten," uttalade Niayesh Afshordi, en astrofysiker vid Perimeter Institute for Theoretical Physics i Kanada som medförfattare till den nya studien.
Så vad är begränsningarna i Big Bang-teorin? Singulariteten är en av dem. Det är också svårt att förutsäga varför det skulle ha producerat ett universum som har en nästan enhetlig temperatur, eftersom vårt universums ålder (cirka 13,8 miljarder år) inte ger tillräckligt med tid - så långt vi kan säga - för att nå en temperaturjämvikt .
De flesta kosmologer säger att universum måste ha expanderat snabbare än ljusets hastighet för att detta skulle kunna hända, men Ashford säger till och med att teorin har problem: ”Big Bang var så kaotisk, det är inte klart att det ens hade varit en liten homogen lapp för inflation att börja arbeta med. ”
Det här är vad fysikerna föreslår:
- Modellen de konstruerade har det tredimensionella universum som flyter som ett membran (eller kli) i ett "bulkunivers" som har fyra dimensioner. (Ja, det här gör att våra huvuden skadas också, så det kan vara lättare att tillfälligt tänka på klänningen som tvådimensionell och ”bulkuniversen” som tredimensionell när man försöker föreställa den.) Du kan läsa det mer tekniska detaljer i detta 2000-dokument som den nya teorin bygger på.
- Så om detta "bulkunivers" har fyra-dimensionella stjärnor, kan dessa stjärnor genomgå samma livscykler som de tredimensionella som vi är bekanta med. De mest massiva skulle explodera som supernovaer, kasta huden och få de inre delarna att kollapsa som ett svart hål.
- Det 4-D svarta hålet skulle ha en "händelsehorisont" precis som de 3-D de vi känner till. Händelseshorisonten är gränsen mellan insidan och utsidan av ett svart hål. Det finns många teorier om vad som händer i ett svart hål, även om ingenting någonsin har observerats.
- I ett 3D-universum visas händelseshorisonten som en tvådimensionell yta. Så i ett 4-D-universum skulle händelseshorisonten vara ett 3D-objekt som kallas en hypersfär.
- Så i princip, vad modellen säger är när 4-D-stjärnan blåser isär, det kvarvarande materialet skulle skapa en 3-D-kloss som omger en 3D-händelseshorisont och sedan utvidgas.
Långa och korta? För att återföra detta till saker som vi kan se är det tydligt från observationerna att universum expanderar (och faktiskt blir snabbare när det expanderar, möjligen på grund av den mystiska mörka energin). Den nya teorin säger att utvidgningen kommer från denna 3-D-brans tillväxt. Men det finns åtminstone en begränsning.
Medan modellen förklarar varför universum har nästan enhetlig temperatur (4-D universumet före det skulle ha existerat det mycket längre), kartlade ett europeiskt rymdverkets teleskop som heter Planck nyligen små temperaturvariationer i den kosmiska mikrovågsbakgrunden, som tros att vara rester av universums början. (Läs mer om CMB här.)
Den nya modellen skiljer sig från dessa CMB-avläsningar med cirka fyra procent, så forskarna vill förfina modellen. De känner fortfarande att modellen har värt. Planck visar att inflationen händer, men inte visarVarförinflationen händer.
"Studien kan hjälpa till att visa hur inflation utlöses av universums rörelse genom en högdimensionell verklighet", konstaterade forskarna.
Du kan läsa mer om deras forskning på detta förpublicerade Arxiv-papper. Arxiv-posten anger inte om pappret har lämnats in i någon vetenskapliga tidskrifter för publicering.
Källa: Nature
