211service.com
Varför vårt universum måste ha fötts inuti ett svart hål
Följaktligen kan vårt eget universum vara det inre av ett svart hål som finns i ett annat universum. Så avslutar Nikodem Poplawski vid Indiana University i en anmärkningsvärd artikel om rummets natur och tidens ursprung.
Tanken att nya universum kan skapas inuti svarta hål och att våra egna kan ha uppstått på detta sätt har varit science fictions råfoder i många år. Men en riktig vetenskaplig härledning av begreppet har aldrig framkommit.
Idag ger Poplawski en sådan härledning. Han säger att idén att svarta hål är de kosmiska mödrarna till nya universum är en naturlig konsekvens av ett enkelt nytt antagande om rumtidens natur.
Poplawski påpekar att standardhärledningen av allmän relativitet inte tar hänsyn till den inneboende rörelsemängden hos spinnhalva partiklar. Men det finns en annan version av teorin, kallad Einstein-Cartan-Kibble-Sciama teorin om gravitation, som gör det.
Detta förutsäger att partiklar med halvt heltalsspin bör interagera och generera en liten frånstötande kraft som kallas torsion. Under vanliga omständigheter är vridningen för liten för att ha någon effekt. Men när densiteten blir mycket högre än den i kärnämne blir det betydande. I synnerhet, säger Poplawski, förhindrar torsion bildandet av singulariteter inuti ett svart hål.
Det är intressant av flera anledningar. För det första har det viktiga konsekvenser för hur universum måste ha växt när det var nära sin minimistorlek.
Astrofysiker har länge vetat att vårt universum är så stort att det inte kunde ha nått sin nuvarande storlek givet den expansionshastighet vi ser nu. Istället tror de att den växte med många storleksordningar på en bråkdel av en sekund efter Big Bang, en process som kallas inflation.
Problemet med inflation är att den behöver ytterligare en teori för att förklara varför den uppstår och det är fult. Poplawskis tillvägagångssätt löser omedelbart detta problem. Han säger att vridning orsakade denna snabba inflation.
Det betyder att universum som vi ser det idag kan förklaras av en enda teori om gravitation utan några ytterligare antaganden om inflation.
En annan viktig biprodukt av Poplawskis tillvägagångssätt är att det gör det möjligt för universum att födas inuti händelsehorisonten för vissa typer av svarta hål. Här förhindrar torsion bildandet av en singularitet men tillåter en ENORM energitäthet att byggas upp, vilket leder till skapandet av partiklar i massiv skala via parproduktion följt av expansionen av det nya universum.
Detta är ett evenemang av typen Big Bang. En sådan expansion är inte synlig för observatörer utanför det svarta hålet, för vilka horisontens bildning och alla efterföljande processer sker efter oändlig tid, säger Poplawski.
Av denna anledning är det nya universum en separat gren av rymdtiden och utvecklas därefter.
Detta tillvägagångssätt föreslår för övrigt också en lösning på ett annat av kosmologins stora problem: varför tiden tycks flöda åt ena hållet men inte åt den andra, trots att fysikens lagar är tidssymmetriska.
Poplawski säger att ursprunget till tidens pil kommer från asymmetrin i flödet av materia in i det svarta hålet från moderuniversumet. Pilen för kosmisk tid i ett universum inuti ett svart hål skulle då fixeras av den tidsasymmetriska kollapsen av materia genom händelsehorisonten, säger han.
Med andra ord, vårt universum ärvde sin tidspil från sin mor.
Han säger att dotteruniversum kan ärva andra egenskaper från sina mödrar, vilket antyder att det kan vara möjligt att upptäcka dessa egenskaper, vilket ger ett experimentellt bevis på hans idé.
Teorier om allt blir inte mycket mer ambitiösa än så här. Underhållande grejer!
Ref: arxiv.org/abs/1007.0587 : Kosmologi med torsion - ett alternativ till kosmisk inflation