Credit: ESA and the Planck Collaboration

Non viviamo nel primo universo. Ci sono stati altri universi, in altri eoni, prima del nostro, ha detto un gruppo di fisici. Come il nostro, questi universi erano pieni di buchi neri. E possiamo rilevare tracce di quei buchi neri morti da tempo nel fondo cosmico a microonde (CMB) – la radiazione che è un residuo della nascita violenta del nostro universo.

Almeno, questa è la visione un po’ eccentrica del gruppo di teorici, tra cui l’importante fisico matematico dell’Università di Oxford Roger Penrose (anche un importante collaboratore di Stephen Hawking). Penrose e i suoi accoliti sostengono una versione modificata del Big Bang.

Nella storia dello spazio e del tempo di Penrose e dei fisici con orientamenti simili (che chiamano cosmologia ciclica conforme, o CCC), gli universi nascono, si espandono e muoiono in sequenza, con i buchi neri di ciascuno che lasciano tracce negli universi che seguono. E in un nuovo documento pubblicato il 6 agosto sulla rivista arXiv, Penrose, insieme al matematico Daniel An della State University of New York Maritime College e al fisico teorico dell’Università di Varsavia Krzysztof Meissner, ha sostenuto che quelle tracce sono visibili nei dati esistenti della CMB.

An ha spiegato come queste tracce si formano e sopravvivono da un eone all’altro. [Che cos’è? Le tue domande di fisica risolte]

Se l’universo va avanti e i buchi neri divorano tutto, a un certo punto, avremo solo buchi neri“, ha detto a Live Science. Secondo la teoria più famosa di Hawking, i buchi neri perdono lentamente parte della loro massa ed energia nel tempo attraverso la radiazione di particelle senza massa chiamate gravitoni e fotoni. Se questa radiazione di Hawking esiste, “allora quello che succederà è che questi buchi neri si ridurranno gradualmente“.

Ad un certo punto, questi buchi neri si disintegreranno completamente, ha detto An, lasciando l’universo come una zuppa senza massa di fotoni e gravitoni. “Il punto è che i gravitoni e i fotoni senza massa non sperimentano realmente il tempo o lo spazio“, ha detto.

I gravitoni e i fotoni, viaggiatori senza massa alla velocità della luce, non sperimentano il tempo e lo spazio nello stesso modo in cui noi – e tutti gli altri oggetti massicci e lenti dell’universo – lo facciamo. La teoria della relatività di Einstein dice che gli oggetti con massa sembrano muoversi nel tempo più lentamente quando si avvicinano alla velocità della luce, e le distanze diventano distorte dalla loro prospettiva. Gli oggetti senza massa come i fotoni e i gravitoni viaggiano alla velocità della luce, quindi non sperimentano affatto il tempo o la distanza.

Quindi, un universo pieno solo di gravitoni o fotoni non avrà alcun senso di cosa sia il tempo o cosa sia lo spazio”, ha detto An.

A quel punto, sostengono alcuni fisici (compreso Penrose), il vasto e vuoto universo post-black-hole inizia ad assomigliare all’universo ultra-compresso al momento del big bang, dove non c’è tempo o distanza tra le cose.

E poi ricomincia tutto da capo“, ha detto An.

Quindi, se il nuovo universo non contiene nessuno dei buchi neri dell’universo precedente, come potrebbero quei buchi neri lasciare tracce nella CMB?

Penrose ha detto che le tracce non sono gli stessi buchi neri, ma piuttosto miliardi di anni che quegli oggetti hanno trascorso per immettere energia nel proprio universo tramite la radiazione di Hawking.

Non è la singolarità del buco nero“, o il suo vero corpo fisico, ha detto a Live Science, “ma… l’intera radiazione di Hawking del buco nel corso della sua storia“.

Ecco cosa significa: Tutto il tempo che un buco nero ha passato a dissolversi attraverso la radiazione di Hawking lascia un segno. E quel segno, fatto nelle frequenze di radiazione di fondo dello spazio, può sopravvivere alla morte di un universo. Se i ricercatori potessero individuare quel segno, allora gli scienziati avrebbero motivo di credere che la visione della cosmologia ciclica conforme – CCC – dell’universo sia giusta, o almeno non definitivamente sbagliata.

Per individuare quel debole segno contro la radiazione già debole e confusa della CMB, An ha detto, ha eseguito una sorta di torneo statistico tra le macchie di cielo.

An ha preso regioni circolari nel terzo del cielo dove le galassie e la luce delle stelle non sopraffanno la CMB. Poi, ha evidenziato le aree in cui la distribuzione delle frequenze a microonde corrispondono a ciò che ci si aspetterebbe se i punti di Hawking esistessero. Ha fatto “competere” quei cerchi l’uno con l’altro, ha detto, per determinare quale area corrispondeva maggiormente agli spettri previsti dei punti di Hawking.

Poi, ha confrontato quei dati con i dati CMB falsi che ha generato a caso. Questo trucco aveva lo scopo di escludere la possibilità che quei “punti di Hawking” provvisori potessero formarsi se la CMB fosse stata interamente casuale. Se i dati CMB generati casualmente non potessero imitare quei punti di Hawking, ciò suggerirebbe fortemente che i punti di Hawking appena identificati provengano effettivamente da buchi neri di eoni passati.

Questa non è la prima volta che Penrose ha pubblicato un documento che sembra identificare punti di Hawking da un universo passato. Nel 2010, ha pubblicato un documento con il fisico Vahe Gurzadyan che faceva un’affermazione simile. Quella pubblicazione ha scatenato le critiche di altri fisici, non riuscendo a convincere la comunità scientifica in generale. Due articoli successivi (qui e qui) sostenevano che le prove dei punti di Hawking identificati da Penrose e Gurzadyan erano in realtà il risultato di rumore casuale nei loro dati.

Tuttavia, Penrose va avanti. (Il fisico ha anche notoriamente sostenuto, senza convincere molti neuroscienziati, che la coscienza umana è il risultato del calcolo quantistico).

Alla domanda se i buchi neri del nostro universo potrebbero un giorno lasciare tracce nell’universo del prossimo eone, Penrose ha risposto: “Sì, certo!”

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