Expansiunea Universului este doar o iluzie?

Expansiunea Universului este doar o iluzie, se susține într-o lucrare postată pe baza de date ArXiv. Trebuie să precizez că nu este vorba, cel puțin deocamdată, despre o lucrare acceptată spre publicare într-o publicație științifică.

Poate că nici nu i-am fi acordat atenție, dacă autorii lucrării nu ar fi cercetători la Perimeter Institute, probabil cel mai prestigios institut de cercetare în domeniul fizicii teoretice, și dacă ipoteza nu ar fi fost prezentată și pe site-ul revistei Nature.

Conform modelului standard al Big Bang-ului universul nostru s-a născut dintr-un punct cu densitate infinită. Din păcate pentru acel moment al începutului (mai exact, pentru momentul t=0) nu avem o descriere teoretică, deoarece legile fizicii, așa cum le cunoaștem noi acum, nu funcționau. Tehnic vorbind, acel punct al începutului este o singularitate.

O problemă a teoriei Big Bang-ului a fost faptul că Universul în care trăim pare a fi extrem de uniform la scară mare. Nu a trecut suficient de mult timp de la Big Bang pentru ca el să apuce să se uniformizeze. Desigur, există o teorie care explică această constatare. Este vorba despre teoria inflației, care arată că, imediat după Big Bang, Universul s-a dilatat cu viteze superluminice, ceea ce a dus la ”netezirea” distribuției de temperaturi în Univers. Mai mult decât atât, această teorie a inflației inițiale este confirmată de datele transmise de către sondele WMAP a NASA și Planck a ESA.

Niayesh Afshordi, astrofizician la Institutul Perimeter pentru Fizică Teoretică nu este de acord cu modelul Big Bang-ului:”Big Bang-ul a fost atât de haotic, încât nu ar fi existat nici măcar o mică porțiune omogenă pentru ca inflația să poată funcționa”.

Credit: Hubble Space Telescope

Într-o lucrare, mai bine zis: un preprint, postat săptămâna aceasta pe ArXiv, Afshordi și colegii săi revin la o propunere mai veche, făcută în anul 2000 de către o echipă de fizicieni din care făcea parte și Gia Dvali, în prezent cercetător la Universitatea Ludwig Maximilians din Munchen. În modelul propus în anul 2.000 se arăta că Universul nostru, cu trei dimensiuni spațiale (3D) este un soi de membrană, M-brană, sau, mai bine zis o 3-brană, scufundată întru univers cu patru dimensiuni spațiale (4D).

Ashfordi a plecat de la ideea că acel univers ar trebui să conțină stele cu patru dimensiuni spațiale (4D). Ei bine, aceste stele 4D pot colapsa și forma găuri negre 4D, cam în același fel în care se formează găurile negre (3D) din Universul nostru. În Universul nostru, pentru găurile negre este definită o suprafață, numită orizontul evenimentelor, care marchează o limită care, dacă este depășită, nu mai lasă nici măcar fotonilor șansa de a scăpa de sub acțiunea puternicei gravitații produse de gaura neagră. În universul nostru avem de-a face cu o suprafață, deci cu un obiect bidimensional. Pentru o gaură neagră 4D, orizontul evenimentelor ar trebui să fie un obiect tridimensional, care, în termeni tehnici poartă numele de hipersferă.

Atunci când Afshordi și echipa sa a modelat moartea unei stele din universul 4D, ei au descoperit că materialul ejectat de steaua muribundă ar forma o 3-brană care ar înconjura orizontul evenimentelor 3D al găurii negre 4D care tocmai s-a format. Autorii postulează că Universul nostru ar putea fi tocmai o astfel de 3-brană iar expansiunea Universului ar fi numai o iluzie. Modelul propus de Afshordi și echipa sa are avantajul că explică uniformitatea Universului nostru. Deoarece universul 4D nu are vreun început, el a avut la dispoziție un timp infinit pentru a ajunge la echilibru. Universul nostru nu face altceva decât să-l moștenească.

Pentru orice ipoteză, pentru orice teorie, este nevoie de o verificare experimentală. Modelul lui Afshordi și al echipei sale a fost comparat cu datele transmise de telescopul spațial Planck, care au fost publicate în martie, acest an. Deși în mare există o suprapunere între calcule și observație, există o deviere semnificativă, de 4%, care face ca modelul propus de cercetătorii de la Institutul Perimeter să necesite rafinări suplimentare, pentru a putea fi ceva mai mult decât o modelare matematică.

Surse: Nature, Out of the White Hole: A Holographic Origin for the Big Bang (preprintul, publicat pe Arxiv)