Big Bang-ul ar fi putut crea două universuri al căror timp curge în direcții opuse?
Conform fizicianului Naman Kumar, Big Bang-ul ar fi putut da naștere la două universuri simetrice.
Într-o ipoteză pe cât de amețitoare pe atât de fascinantă, fizicianul Naman Kumar, de la Institutul Indian de Tehnologie Gandhinagar, propune o nouă abordare a Big Bang-ului, care ar fi putut fi un eveniment dual.
Timp de aproape un secol, modelul Big Bang-ului a dominat cosmologia, explicând faptul că acum aproximativ 13,8 miliarde de ani, toată materia, energia, spațiul și timpul erau concentrate într-o stare extrem de fierbinte și densă, înainte ca Universul să se extindă pentru a da naștere stelelor și galaxiilor.
Acest model, însă, a fost întotdeauna împiedicat de singularitatea inițială, care stipulează existența unei stări cosmice anterioare. Tocmai această slăbiciune este tratată de această nouă abordare, despre crearea unei perechi plate* univers-antiunivers din nimic.
Două universuri în loc de unul
În loc de un început brusc dintr-o stare de neant, Naman Kumar reimaginează Big Bang-ul ca o tranziție cuantică care a dat naștere la două realități simetrice. Pe de o parte, Universul nostru, cu timpul curgând din trecut spre viitor. Pe de altă parte, un anti-Univers, o imagine în oglindă a noastră, unde timpul curge în direcția opusă. Ca două fețe ale aceleiași monede, aceste două Universuri ar fi imbricate unul în celălalt, formând un sistem dual.
Această simetrie ar putea explica platitudinea* Universului, care rămâne unul dintre marile puzzle-uri ale astrofizicii din cauza limitărilor teoriilor noastre actuale în a oferi o explicație satisfăcătoare. Dacă două Universuri opuse ar apărea simultan, echilibrul lor general ar putea duce în mod natural la această geometrie aproape perfectă.
Explicarea energiei întunecate
Ipoteza formulată de Naman Kumar merge chiar mai departe. Ar putea oferi, de asemenea, o nouă interpretare a energiei întunecate, această forță necunoscută care pare să accelereze expansiunea Universului, a cărei origine și prezență ar putea fi explicate prin inseparabilitatea cuantică dintre cele două universuri gemene. Cosmosul nostru ar fi astfel influențat de omologul său invizibil.
Acest lucru este valabil și pentru materia întunecată care poate fi acum urmărită mai eficient cu ajutorul inteligenței artificiale. Anumite particule sau interacțiuni provenite din această structură oglindă ar putea lăsa urme în Universul nostru pe care le interpretăm ca materie necunoscută.
O anomalie cosmică sugerează că trebuie reconsiderată forma Universului nostru!
Această nouă abordare rămâne speculativă și va trebui în mod necesar să producă predicții verificabile, în special în ceea ce privește fondul cosmic de microunde (radiația cosmică de fond), lumina fosilă emisă la scurt timp după Big Bang sau distribuția galaxiilor la scară foarte mare. Cu toate acestea, are meritul de a propune o explicație alternativă pentru nașterea Universului, care rezolvă problema singularității inițiale.
Săgeata simetrică a timpului
Potrivit științei, chiar în acest moment ființe vii se mișcă înapoi în timp, într-un univers paralel. Oricât de extravagant ar părea, această teorie este rezultatul unui studiu științific publicat în revista Physical Review Letters și ar putea revoluționa înțelegerea noastră despre univers, originea sa, viitorul său și trecerea timpului.
Fizicianul britanic Julian Barbour, autorul principal al acestei teorii, și colegii săi fizicieni sugerează că, atunci când a avut loc Big Bang-ul, nu a fost creat un singur univers, ci două. Unul mișcându-se înainte în timp, iar celălalt înapoi.
Săgeata simetrică a timpului
Această idee pune complet sub semnul întrebării înțelegerea noastră despre „săgeata timpului”, un concept introdus de Arthur Eddington în anii 1920 pentru a descrie trecerea timpului. Conform acestei teorii, timpul curge într-o singură direcție. Lemnul ia foc, dar fumul nu se transformă niciodată înapoi în lemn. Îmbătrânim și nu vom fi niciodată ca Benjamin Button din filmul Strania poveste a lui Benjamin Button bazată pe pe o scurtă poveste cu același nume de F. Scott Fitzgerald. Pe scurt, Benjamin Button s-a născut bătrân și întinerește odată cu trecerea timpului.
Problema este că legile fizicii se aplică indiferent de direcția în care curge timpul. Nimic nu poate infirma definitiv ideea unui univers paralel care se mișcă într-o direcție diferită de a noastră.
„Timpul este un mister”, a explicat Barbour pentru Daily Mail. „Practic, toate legile fizicii cunoscute sunt exact aceleași, indiferent de direcția în care curge timpul, iar în lumea în care trăim, totul se mișcă într-o singură direcție.”
Fizicienii au folosit un model computerizat care simulează universul nostru, compus din 1.000 de particule și au analizat comportamentul și interacțiunile lor atunci când sunt supuse influenței gravitației.
Viitorul nostru este trecutul lor
Indiferent de dimensiunea lor sau de distanța dintre ele, aceste particule au ajuns în cele din urmă una lângă alta, într-o stare apropiată de cea a Big Bang-ului. Dar apoi – și acesta este esența misterului – particulele s-au extins în două direcții diferite, cele două direcții temporale ale modelului. Este ca și cum modelul general ar fi avut un trecut, dar două viitoruri.
Astfel, au fost create două săgeți ale timpului simetrice, opuse. De-a lungul acestor două structuri temporale, legile fizicii clasice și-au urmat apoi cursul, particulele grupându-se în structuri complexe, așa cum a fost cazul galaxiilor, stelelor și planetelor după Big Bang.
Dacă un astfel de sistem teoretic a prins cu adevărat contur în trecutul nostru îndepărtat, cum trăiesc ființele vii din acest univers opus? „Ele și-ar defini săgeata ca îndepărtându-se de starea centrală. Ar crede că trăim în trecutul lor cel mai îndepărtat.” Și invers, noi am crede că ele trăiesc în trecutul nostru, un trecut „negativ”.
Cât despre localizarea acestui alt univers, în practică, aceasta este o altă problemă. „Rezultatele noastre sunt o dovadă de fezabilitate a conceptului”, spune Barbour.
Conceptul unui univers dual nu este nou
Modelul Cosmologic Janus (JCM) este o teorie bimetrică propusă de astrofizicianul francez Jean-Pierre Petit acum aproape o jumătate de secol. Acesta reimaginează universul ca un „univers geamăn” separat în două sectoare – unul cu masă pozitivă (universul nostru observabil) și unul cu masă negativă (un sector geamăn ascuns).
Teoria încearcă să rezolve mai multe mistere importante, cum ar fi expansiunea accelerată a universului și natura materiei întunecate, fără a se baza pe energia întunecată.
Modelul Cosmologic Janus (JCM) a fost propus inițial în anul 1977 de către fizicianul francez Jean-Pierre Petit, dezvoltarea acestui model realizându-se în mai multe etape cheie.
În 1977, Jean-Pierre Petit a publicat primele articole în Comptes rendus de l’Académie des Sciences (Lucrările Academiei de Științe) propunând un model non-relativist de „universuri gemene” cu săgeți ale timpului opuse.
În 1988, autorul a introdus conceptul de viteză variabilă a luminii (VSL) în cosmologie.
În 1994, cele două teorii (universurile gemene și viteza variabilă a luminii) au fuzionat într-un model bimetric relativist al gravitației.
În 2014, cadrul geometric și matematic a fost rafinat într-o formă coerentă, bazată pe un set de ecuații de câmp cuplate care definesc oficial structura actuală a modelului numit „Janus”.
Janus (sau Ianus) este una dintre cele mai vechi divinități din mitologia romană, reprezentând zeul începuturilor, al finalurilor, al porților, al trecerilor și al dualității fiind reprezentat în mod tradițional ca având două capete spate în spate (Ianus Bifrons) și deci două fețe. Una privește spre trecut, iar cealaltă spre viitor. Pentru că veghează atât asupra sfârșitului, cât și a începutului, el controlează timpul și ciclurile cosmice.
***
*Plat, platitudine – în cosmologie, „platitudinea” nu înseamnă că Universul este bidimensional, ci că geometria sa la scară largă respectă regulile geometriei euclidiene. Liniile paralele rămân paralele, iar suma unghiurilor unui triunghi este întotdeauna exact 180 de grade.
Măsurătorile cosmologice (cum ar fi cele ale telescopului Planck pe fondul cosmic de microunde) arată că Universul nostru este în general plat, aproape fără curbură spațială. Aceasta implică faptul că este probabil infinit.
Cea mai robustă explicație pentru această platitudine constă în teoria inflației cosmice, o fază de expansiune rapidă care a avut loc imediat după Big Bang. Această expansiune extremă ar fi întins spațiul într-un mod atât de colosal încât orice curbură inițială a fost netezită, devenind nedetectabilă, la fel cum Pământul ne apare plat la scara noastră, chiar dacă este rotund.
© CCC