NASA/G. Bacon (STSCL)

O Big Bang é frequentemente descrito como o nascimento explosivo do universo - quando o espaço, o tempo e a matéria começam a existir. Mas e se isso não for o começo? E se algo mais tivesse aparecido em nosso universo - algo mais familiar?

Postagem em um novo artigo Revisão físicaum grupo de cientistas propôs uma abordagem alternativa da teoria do big bang, criando o universo - os cálculos mostram que este não é o começo de tudo, mas o resultado de um Colapso de esmagamento ou gravidade que forma buracos super negros - posteriormente;

Esta ideia é chamada O universo dos buracos negrosEle fornece uma visão fundamentalmente diferente da origem do universo, mas baseia -se inteiramente em observações físicas e conhecidas.

Baseado no Big Bang e Inflação cósmica (Ideias sobre o rápido aumento no tamanho do universo original) Foi um enorme sucesso em explicar a estrutura e a evolução do universo. Mas há um preço: deixa alguns dos problemas mais fundamentais.

Por um lado, o modelo Big Bang começa com a singularidade - um Pontos de densidade infinita das leis físicas. Não é apenas uma falha técnica: é uma pergunta teórica profunda que mostra que realmente não entendemos o começo.

Para explicar a estrutura do universo em larga escala, os físicos introduziram uma breve fase de rápida expansão no universo primitivo, chamado expansão cósmica, que foi alimentada por campos desconhecidos com características estrangeiras. Mais tarde, para explicar a expansão acelerada observada atualmente, eles adicionaram outro componente "misterioso": Energia escura.

resumidamente, O modelo cosmológico padrão funciona bem - mas apenas introduzindo novos ingredientes que nunca observamos diretamente. Mas a pergunta mais básica permanece aberta: de onde tudo vem? Por que você começou assim? Por que o universo é tão plano, liso e grande?

Novo modelo

O novo modelo resolve esses problemas de diferentes perspectivas - olhando para dentro, em vez de olhar. Ele não começa com o universo sempre em expansão e tenta descobrir como começa, mas considera isso Sob a ação da gravidade, o colapso excessivamente intensivo é importante.

É um processo familiar: as estrelas entram em colapso em buracos negros, um dos melhores objetos da física. Mas o que acontece em um buraco negro, além dos eventos que não podem ser escapados, continua sendo um mistério.

Em 1965, o físico britânico Roger Penrose provou que em condições muito comuns O colapso da gravidade deve levar à singularidade. O resultado, estendido pelo falecido físico britânico Stephen Hawking e pela base para a estranheza (como o Big Bang).

A idéia ajudou Penrose a ganhar uma parte do Prêmio Nobel de 2020 e inspirou o best -seller mundial do mundo Hawking, o Big Bang para o Black Hole. Mas há um aviso. Esses O "teorema singular" é baseado em "física clássica", Descreva objetos macro comuns. Se incluirmos os efeitos da mecânica quântica, que controlam a minúscula microscopicidade de átomos e partículas, assim como fazemos em extrema densidade, isso pode mudar.

Show em novo artigoO colapso da gravidade não precisa terminar com singularidade. Os cientistas descobriram uma solução analítica precisa - um resultado matemático sem aproximações. esse matemática Isso mostra que, à medida que abordamos a singularidade potencial, as dimensões do universo mudam com a função (hiperbólica) do tempo cósmico.

Esta solução matemática simples descreve que a nuvem de matéria colapsada pode atingir um estado de alta densidade e depois saltar, tornando -se um novo estágio de expansão.

Mas como o teorema da poda proíbe esse resultado? Tudo é devido às regras Princípio de exclusão quânticaque afirma que não há duas partículas idênticas, chamadas Feynman, podem ocupar o mesmo estado quântico (como momentos angulares ou "rotações").

Esse salto acontece inteiramente dentro de estruturas geralmente relativísticas que são adequadas para grandes escalas, como estrelas e galáxias, combinando os princípios básicos da mecânica quântica - Não são necessários campos exóticos, dimensões adicionais ou dimensões físicas especulativas.

Do outro lado da explosão é um universo extraordinário como o nosso. Ainda mais surpreendentemente, a ênfase na criação natural de dois estágios diferentes de expansão acelerada - inflação e energia escura - é impulsionada não por campos hipotéticos, mas pela física de seu próprio foco.

Previsões testáveis

Uma das vantagens desse modelo é que ele faz previsões que podem ser testadas. Fornece uma quantidade pequena, mas diferente de zero, curvatura espacial positiva - isso significa O universo não é completamente plano. Mas é levemente curvado como a superfície da terra.

Esses fenômenos também podem estar relacionados às relíquias de objetos compactos, como buracos negros que se formam durante a fase de colapso e sobrevivem a esse ponto.

O universo dos buracos negros também fornece uma nova perspectiva sobre nossa posição no universo. Nesse caso, todo o nosso universo observável está dentro de um buraco negro formado em um universo "pai" maior.