Crediamo di essere nati dal Big Bang ma potremmo essere figli del Big Bounce

La Cosmologia Ciclica Conforme è una teoria, formulata dal premio Nobel 2020 Roger Penrose, secondo cui l'universo attraversa cicli costanti di Big Bang e Big Crunch (teoria del Big Bounce), piuttosto che essere partito da un singolo Big Bang

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Crediamo di essere nati dal Big Bang, in realtà potremmo essere figli del Big Bounce
Crediamo di essere nati dal Big Bang, in realtà potremmo essere figli del Big Bounce

Un interessante articolo pubblicato su New Scientist, afferma che è possibile rilevare prove dell’esistenza di precedenti universi. l’idea è basata su qualcosa che si chiama conformal cyclic cosmology (CCC).

Cosmologia Ciclica Conforme e Big Bang

La CCC è una teoria secondo cui l’universo attraversa cicli costanti di Big Bang e Big Crunch (teoria del Big Bounce), piuttosto che essere partito da un singolo Big Bang. La maggior parte dell’universo verrebbe distrutta nel passaggio da un ciclo all’altro ma, secondo alcuni ricercatori, alcune radiazioni elettromagnetiche potrebbero sopravvivere allla fase finale di un universo e continuare ad esistere nel successivo, uscito da un nuovo Big Bang. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati su arXiv.

“Siamo convinti di avere individuato la radiazione residua rimasta dopo che un buco nero è svanito nell’eone precedente“, ha detto a New Scientist il fisico matematico dell’Università di Oxford Roger Penrose, premio Nobel 2020, coautore dello studio e co-creatore della teoria del CCC.

Le prove di cuib parla il lavoro si presentano sotto forma di “punti Hawking“, dal nome del compianto Stephen Hawking che teorizzò la possibilità che i buchi neri emettano delle radiazioni (che infatti sono chiamate radiazioni di Hawking). Secondo Penrose e colleghi, in pratica, la radiazione di Hawking sopravviverebbe al collasso di un universo e persisterebbe in quello nato dal successivo Big Bang.

Secondo la loro teoria, i punti Hawking sarebbero rilevabili nel calore residuo del Big Bang, noto come sfondo cosmico a microonde (CMB). I punti Hawking somiglierebbero a cerchi di luce  su una mappa CMB, noti come B-modes.

In precedenza si riteneva che questi punti anomali nella CMB fossero causati da onde gravitazionali di polvere interstellare ma, secondo Penrose e colleghi, la loro teoria potrebbe fornire una risposta più intrigante e uno di questi punti di Hawking potrebbe già essere stato trovato dal progetto BICEP2, che mira a mappare la CMB.



Sebbene apparentemente problematica per l’inflazione cosmica, l’esistenza di tali punti anomali è un’implicazione insita nella teoria del conformal cyclic cosmology (CCC)“, è scritto nell’articolo.

Sebbene a temperatura estremamente bassa all’emissione, nella CCC questa radiazione è enormemente concentrata dalla compressione conforme di tutto il futuro del buco nero, risultante in un singolo punto nel crossover nel nostro eone corrente.

La teoria che prevede nascita, espansione, contrazione e morte di un universo che si riconcentrebbe in un singolo punto che, poi, darebbe il via ad un nuovo Big Bang, non è priva di controversie. La maggior parte delle prove a nostra disposizione sembra suggerire che lespansione dell’universo stia accelerando perchè nell’universo non c’è abbastanza densità di materia per permettere l’avvio di una contrazione e poi una compressione in un singolo punto per poi espandersi di nuovo.

Bisogna sottolineare che stiamo ragionando su qualcosa di asratto, infatti non è stata ancora trovata nessuna evidenza dell’esistenza della radiazione di Hawking, per non parlare dei punti Hawking. Quindi, anche se questa è una teoria interessante, c’è ancora molto lavoro da fare prima di poter realmente prendere in considerazione l’ipotesi dell’esistenza reale di un universo precedente al nostro.

La Cosmologia ciclica conforme di Penrose

Come ci ricorda Wikipedia, la cosmologia ciclica conforme è un modello cosmologico di universo ciclico, proposto dal 2001 in poi dal matematico e fisico teorico Roger Penrose e dal collega Vahe Gurzadyan, che postula che la fine dell’universo sia l’inizio di uno nuovo, dato che la bassa entropia successiva alla morte termica dell’Universo sarebbe la stessa che c’era prima del Big Bang, a causa dell’evaporazione dei buchi neri.

In quanto priva delle grandezze fisiche di spazio e di tempo, tale condizione, simile alle condizioni della lunghezza di Planck, genererebbe un nuovo Big Bang per fluttuazione e grazie alla spinta dell’accelerazione, nel quadro di un universo ciclico, infinito nel tempo ma non nello spazio. Questo modello è una variante e un superamento dell’universo ciclico classico, ma anche della teoria dello stato stazionario e dell’universo statico, ed è basato principalmente su una nuova interpretazione della relatività generale, conciliata con la meccanica quantistica e tramite l’uso dello spaziotempo di Minkowski e della geometria conforme al posto dell’universo di de Sitter e della geometria euclidea.

«La cosa difficile da capire sulla CCC è proprio questa: in ogni eone l’universo si espande “da zero a infinito”, ma l’infinito futuro di ogni eone coincide esattamente con il Big Bang dell’eone successivo. Questo processo anti-intuitivo è possibile grazie alla scomparsa della massa – ovvero, delle masse a riposo delle particelle – negli estremi iniziale e finale dei due eoni. Senza massa a riposo non è possibile nessuna misura del tempo, e pertanto nessuna misura dello spazio.». (Roger Penrose)

Il modello accetta l’espansione dell’universo fino al dissolvimento completo della materia e all’assorbimento della luce da parte dei buchi neri, postulando che a quel punto ciò che rimarebbe sarebbe del tutto simile alla condizione dell’iniziale singolarità gravitazionale.

Nella CCC l’universo attraversa cicli infiniti (chiamati “eoni”), con ogni futuro infinito intervallo di spaziotempo che si presenta come ripetizione di ogni precedente iterazione, ed è identificato con la singolarità gravitazionale del Big Bang. La CCC si pone come un’alternativa alle più diffuse teorie cosmologiche.

Penrose afferma che una prova del suo modello sarebbe contenuta nella radiazione di fondo e nelle onde scoperte in essa, che sarebbero i residui materiali degli universi precedenti (i cosmologi solitamente attribuiscono a fluttuazioni quantistiche espanse dall’inflazione, quindi alle onde gravitazionali, tali cerchi concentrici), in particolare collisioni ed esplosioni di buchi neri supermassicci.

La CCC si propone – in contrasto con la teoria dell’inflazione – di risolvere i numerosi problemi lasciati aperti dalle ipotesi precedenti, ed è basata secondo i sostenitori su teorie fisiche e matematiche accettate, come la rielaborazione delle fondamentali equazioni di Einstein. Molti fisici considerano comunque questa teoria come parte della cosmologia non standard, dato che nega il Big Bang classico e le sue implicazioni nel modello Lambda-CDM.

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