- «Το δικό μας σύμπαν βρίσκεται στο εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας που ανήκει σε ένα άλλο σύμπαν».
- Γιατί ο χρόνος ρέει προς μια κατεύθυνση.
- Γιατί δεν χρειάζεται η υπόθεση του πληθωριστικού σύμπαντος.
Ο Nikodem Poplawski, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα, σε δημοσίευσή του σχετικά με τη φύση του χώρου και την προέλευση του χρόνου, ισχυρίζεται ότι μια μικρή αλλαγή στη θεωρία της βαρύτητας συνεπάγεται ότι το σύμπαν μας έχει κληρονομήσει το βέλος του χρόνου από τη μαύρη τρύπα στην οποία γεννήθηκε.
Ο Poplawski ισχυρίζεται ότι το σύμπαν μας βρίσκεται μέσα στη σκουληκότρυπα μιας μαύρης τρύπας, η οποία υπάρχει σε ένα ακόμη μεγαλύτερο σύμπαν και γενικότερα ότι ένα σύμπαν θα μπορούσε να υπάρξει «εσωτερικό κάθε μαύρης τρύπας».
Χρησιμοποιώντας μια τροποποιημένη μορφή της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Einstein, ο Poplawski μελέτησε θεωρητικά την κίνηση σωματιδίων που εισέρχονται σε μια μαύρη τρύπα, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι είναι δυνατή η ύπαρξη ενός ολόκληρου νέου σύμπαντος μέσα σε κάθε μαύρη τρύπα, που σημαίνει ότι και το δικό μας σύμπαν θα μπορούσε επίσης να βρίσκεται μέσα σε μια μαύρη τρύπα.
Χρησιμοποίησε την θεωρία βαρύτητας Einstein-Cartan-Kibble-Sciama (ECKS) στην ανάλυσή του για υπολογισμό της στροφορμής των σωματιδίων μέσα σε μαύρη τρύπα. Με τον τρόπο αυτό υπολόγισε μια ιδιότητα του χωροχρόνου που ονομάζεται στρέψη, μια ιδιότητα που πιστεύεται ότι απωθεί τη βαρύτητα.
Αντί η ύλη να έχει άπειρη πυκνότητα στη μαύρη τρύπα – αυτό που στη θεωρία της σχετικότητας ονομάζουμε «ιδιομορφία» – η συμπεριφορά του χωροχρόνου δρα περισσότερο σαν συμπιεσμένο ελατήριο κάνοντας την ύλη να αναπηδά και να επεκτείνεται συνεχώς.
Ο Poplawski ισχυρίζεται επίσης ότι αυτό το φαινόμενο της «αναπήδησης προς τα πίσω” προκαλείται από την συστροφή του χωροχρόνου έχοντας μια απωστική δύναμη εναντίον της γιγάντιας δύναμης της βαρύτητας σε μια μαύρη τρύπα.
Έτσι ερμηνεύεται η διαστολή του σύμπαντος που παρατηρούμε σήμερα και το γιατί το σύμπαν μας είναι επίπεδο, ομοιογενές και ισοτροπικό χωρίς να χρειάζεται η θεωρία του πληθωρισμού
Είναι δύσκολο να αποδειχθούν πειραματικά οι ισχυρισμοί του Poplawski διότι από τις μαύρες τρύπες τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει, οπότε δεν υπάρχουν πληροφορίες για το τι συμβαίνει στο εσωτερικό της.
Ωστόσο, σύμφωνα με τον Poplawski, αν ζούσαμε σε μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα τότε η περιστροφή της θα μεταφερόταν στον εσωτερικό της χωροχρόνο, που σημαίνει ότι το σύμπαν θα έχει προτιμητέα κατεύθυνση – κάτι που θα είναι δυνατόν να μετρηθεί. Αυτή η προτιμητέα κατεύθυνση θα μπορούσε να σχετίζεται με την παρατηρούμενη ασυμμετρία ύλης και αντιύλης στο σύμπαν και θα εξηγούσε την ταλάντωση των νετρίνων….
Η ιδέα ότι οι μαύρες τρύπες είναι οι κοσμικές μητέρες των νέων συμπάντων, αποτελεί φυσική συνέπεια μιας απλής νέας υπόθεσης σχετικά με τη φύση του χωροχρόνου. Ο Poplawski επισημαίνει ότι η κλασική γενική σχετικότητα δεν εξετάζει σωματίδια με ημιακέραιο σπιν. Ωστόσο, υπάρχει μια άλλη εκδοχή της θεωρίας, που ονομάζεται θεωρία Einstein-Cartan-Kibble-Sciama, η οποία τo κάνει.
Αυτή η θεωρία προβλέπει ότι τα σωματίδια με ημιακέραιο σπιν αλληλεπιδρούν, δημιουργώντας μια πολύ μικρή απωστική δύναμη που ονομάζεται στρέψη. Σε συνηθισμένες συνθήκες, η στρέψη είναι πολύ μικρή για να έχει κάποιο αποτέλεσμα. Αλλά όταν η πυκνότητα γίνει πολύ μεγαλύτερη από την πυρηνική, γίνεται σημαντική. Πιο συγκεκριμένα, λέει ο Poplawski, η στρέψη εμποδίζει το σχηματισμό των ιδιομορφιών μέσα σε μια μαύρη τρύπα.
Αστροφυσικοί γνωρίζουν ότι το σύμπαν μας είναι τόσο μεγάλο που δεν θα μπορούσε να φθάσει στο σημερινό του μέγεθος, με τον ρυθμό διαστολής που παρατηρούμε σήμερα. Αντ’ αυτού, θεωρούν ότι αυξήθηκε κατά πολλές τάξεις μεγέθους μέσα σε κλάσμα του δευτερολέπτου μετά τη μεγάλη έκρηξη, την περίοδο που είναι γνωστή ως πληθωρισμός.
Η προσέγγιση Poplawski λύνει αμέσως το πρόβλημα του πληθωρισμού. Θεωρεί ότι ο γρήγορος πληθωρισμός προκαλείται από την στρέψη, που σημαίνει ότι το σύμπαν όπως το βλέπουμε σήμερα, μπορεί να κατανοηθεί από μια ενιαία θεωρία της βαρύτητας χωρίς οποιεσδήποτε υποθέσεις για τον πληθωρισμό.
Μια άλλη σημαντική συνέπεια της προσέγγισης Poplawski είναι ότι καθιστά δυνατή τη γέννηση συμπάντων μέσα στους ορίζοντες των γεγονότων ορισμένων μαύρων τρυπών, σ’ αυτές όπου στρέψη εμποδίζει το σχηματισμό μιας ιδιομορφίας, αλλά επιτρέπει τη δημιουργία σωματιδίων σε μαζική κλίμακα που συνοδεύεται από την επέκταση του νέου σύμπαντος.
Μια τέτοια επέκταση δεν είναι ορατή για τους παρατηρητές έξω από τη μαύρη τρύπα, για τους οποίους ο σχηματισμός του ορίζοντα και όλες οι μετέπειτα διεργασίες λαμβάνουν χώρα μετά άπειρο χρόνο, λέει ο Poplawski. Για το λόγο αυτό το νέο σύμπαν αποτελεί ξεχωριστό κλάδο του χωροχρόνου.
Η θεωρία Poplawski προτείνει επίσης μια λύση στο ερώτημα γιατί ο χρόνος φαίνεται να ρέει σε προς μια κατεύθυνση, παρόλο που οι νόμοι της φυσικής είναι συμμετρικές χρόνου.
Ο Poplawski αναφέρει ότι η προέλευση του βέλους του χρόνου οφείλεται στην ασυμμετρία της ροής της ύλης στη μαύρη τρύπα από το σύμπαν μητέρα. Το βέλος του κοσμικού χρόνου σε ένα σύμπαν μέσα σε μια μαύρη τρύπα στη συνέχεια θα καθοριστεί από την χρόνο-ασύμμετρη κατάρρευση της ύλης μέσα από τον ορίζοντα γεγονότων.
Τούτο σημαίνει ότι το σύμπαν μας κληρονόμησε το βέλος του χρόνου από την πηγή του. Τα θυγατρικά σύμπαντα μπορούν να κληρονομήσουν κι άλλες ιδιότητες από τα μητρικά τους, κι αν ανιχνευθούν αυτές οι ιδιότητες, θα δώσουν πειραματικές αποδείξεις αυτής της θεωρίας.
Χρησιμοποιώντας μια τροποποιημένη μορφή της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Einstein, ο Poplawski μελέτησε θεωρητικά την κίνηση σωματιδίων που εισέρχονται σε μια μαύρη τρύπα, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι είναι δυνατή η ύπαρξη ενός ολόκληρου νέου σύμπαντος μέσα σε κάθε μαύρη τρύπα, που σημαίνει ότι και το δικό μας σύμπαν θα μπορούσε επίσης να βρίσκεται μέσα σε μια μαύρη τρύπα.
Χρησιμοποίησε την θεωρία βαρύτητας Einstein-Cartan-Kibble-Sciama (ECKS) στην ανάλυσή του για υπολογισμό της στροφορμής των σωματιδίων μέσα σε μαύρη τρύπα. Με τον τρόπο αυτό υπολόγισε μια ιδιότητα του χωροχρόνου που ονομάζεται στρέψη, μια ιδιότητα που πιστεύεται ότι απωθεί τη βαρύτητα.
Αντί η ύλη να έχει άπειρη πυκνότητα στη μαύρη τρύπα – αυτό που στη θεωρία της σχετικότητας ονομάζουμε «ιδιομορφία» – η συμπεριφορά του χωροχρόνου δρα περισσότερο σαν συμπιεσμένο ελατήριο κάνοντας την ύλη να αναπηδά και να επεκτείνεται συνεχώς.
Ο Poplawski ισχυρίζεται επίσης ότι αυτό το φαινόμενο της «αναπήδησης προς τα πίσω” προκαλείται από την συστροφή του χωροχρόνου έχοντας μια απωστική δύναμη εναντίον της γιγάντιας δύναμης της βαρύτητας σε μια μαύρη τρύπα.
Έτσι ερμηνεύεται η διαστολή του σύμπαντος που παρατηρούμε σήμερα και το γιατί το σύμπαν μας είναι επίπεδο, ομοιογενές και ισοτροπικό χωρίς να χρειάζεται η θεωρία του πληθωρισμού
Είναι δύσκολο να αποδειχθούν πειραματικά οι ισχυρισμοί του Poplawski διότι από τις μαύρες τρύπες τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει, οπότε δεν υπάρχουν πληροφορίες για το τι συμβαίνει στο εσωτερικό της.
Ωστόσο, σύμφωνα με τον Poplawski, αν ζούσαμε σε μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα τότε η περιστροφή της θα μεταφερόταν στον εσωτερικό της χωροχρόνο, που σημαίνει ότι το σύμπαν θα έχει προτιμητέα κατεύθυνση – κάτι που θα είναι δυνατόν να μετρηθεί. Αυτή η προτιμητέα κατεύθυνση θα μπορούσε να σχετίζεται με την παρατηρούμενη ασυμμετρία ύλης και αντιύλης στο σύμπαν και θα εξηγούσε την ταλάντωση των νετρίνων….
Η ιδέα ότι οι μαύρες τρύπες είναι οι κοσμικές μητέρες των νέων συμπάντων, αποτελεί φυσική συνέπεια μιας απλής νέας υπόθεσης σχετικά με τη φύση του χωροχρόνου. Ο Poplawski επισημαίνει ότι η κλασική γενική σχετικότητα δεν εξετάζει σωματίδια με ημιακέραιο σπιν. Ωστόσο, υπάρχει μια άλλη εκδοχή της θεωρίας, που ονομάζεται θεωρία Einstein-Cartan-Kibble-Sciama, η οποία τo κάνει.
Αυτή η θεωρία προβλέπει ότι τα σωματίδια με ημιακέραιο σπιν αλληλεπιδρούν, δημιουργώντας μια πολύ μικρή απωστική δύναμη που ονομάζεται στρέψη. Σε συνηθισμένες συνθήκες, η στρέψη είναι πολύ μικρή για να έχει κάποιο αποτέλεσμα. Αλλά όταν η πυκνότητα γίνει πολύ μεγαλύτερη από την πυρηνική, γίνεται σημαντική. Πιο συγκεκριμένα, λέει ο Poplawski, η στρέψη εμποδίζει το σχηματισμό των ιδιομορφιών μέσα σε μια μαύρη τρύπα.
Αστροφυσικοί γνωρίζουν ότι το σύμπαν μας είναι τόσο μεγάλο που δεν θα μπορούσε να φθάσει στο σημερινό του μέγεθος, με τον ρυθμό διαστολής που παρατηρούμε σήμερα. Αντ’ αυτού, θεωρούν ότι αυξήθηκε κατά πολλές τάξεις μεγέθους μέσα σε κλάσμα του δευτερολέπτου μετά τη μεγάλη έκρηξη, την περίοδο που είναι γνωστή ως πληθωρισμός.
Η προσέγγιση Poplawski λύνει αμέσως το πρόβλημα του πληθωρισμού. Θεωρεί ότι ο γρήγορος πληθωρισμός προκαλείται από την στρέψη, που σημαίνει ότι το σύμπαν όπως το βλέπουμε σήμερα, μπορεί να κατανοηθεί από μια ενιαία θεωρία της βαρύτητας χωρίς οποιεσδήποτε υποθέσεις για τον πληθωρισμό.
Μια άλλη σημαντική συνέπεια της προσέγγισης Poplawski είναι ότι καθιστά δυνατή τη γέννηση συμπάντων μέσα στους ορίζοντες των γεγονότων ορισμένων μαύρων τρυπών, σ’ αυτές όπου στρέψη εμποδίζει το σχηματισμό μιας ιδιομορφίας, αλλά επιτρέπει τη δημιουργία σωματιδίων σε μαζική κλίμακα που συνοδεύεται από την επέκταση του νέου σύμπαντος.
Μια τέτοια επέκταση δεν είναι ορατή για τους παρατηρητές έξω από τη μαύρη τρύπα, για τους οποίους ο σχηματισμός του ορίζοντα και όλες οι μετέπειτα διεργασίες λαμβάνουν χώρα μετά άπειρο χρόνο, λέει ο Poplawski. Για το λόγο αυτό το νέο σύμπαν αποτελεί ξεχωριστό κλάδο του χωροχρόνου.
Η θεωρία Poplawski προτείνει επίσης μια λύση στο ερώτημα γιατί ο χρόνος φαίνεται να ρέει σε προς μια κατεύθυνση, παρόλο που οι νόμοι της φυσικής είναι συμμετρικές χρόνου.
Ο Poplawski αναφέρει ότι η προέλευση του βέλους του χρόνου οφείλεται στην ασυμμετρία της ροής της ύλης στη μαύρη τρύπα από το σύμπαν μητέρα. Το βέλος του κοσμικού χρόνου σε ένα σύμπαν μέσα σε μια μαύρη τρύπα στη συνέχεια θα καθοριστεί από την χρόνο-ασύμμετρη κατάρρευση της ύλης μέσα από τον ορίζοντα γεγονότων.
Τούτο σημαίνει ότι το σύμπαν μας κληρονόμησε το βέλος του χρόνου από την πηγή του. Τα θυγατρικά σύμπαντα μπορούν να κληρονομήσουν κι άλλες ιδιότητες από τα μητρικά τους, κι αν ανιχνευθούν αυτές οι ιδιότητες, θα δώσουν πειραματικές αποδείξεις αυτής της θεωρίας.
Casey Kazan via Ref: arxiv.org/abs/1007.0587: Cosmology With Torsion – An Alternative To Cosmic Inflation
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου