Cosmología cíclica conformada
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La cosmología cíclica conformada ( CCC ) es un modelo cosmológico en el marco de la relatividad general , propuesto por el físico teórico Roger Penrose . [1] [2] [3] En CCC, el universo itera a través de ciclos infinitos, con el infinito temporal futuro [ aclaración necesaria ] de cada iteración anterior identificándose con la singularidad del Big Bang de la siguiente. [4] Penrose popularizó esta teoría en su libro de 2010 Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe .

Construcción básica

La construcción básica de Penrose [2] es conectar una secuencia contable de espaciotiempo métrico abierto de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW), cada uno de los cuales representa un Big Bang seguido de una expansión futura infinita. Penrose notó que el límite conforme pasado de una copia del espacio-tiempo FLRW puede "unirse" al límite conforme futuro de otra, después de un reajuste conforme apropiado . En particular, cada métrica de FLRW individual se multiplica por el cuadrado de un factor conforme que se acerca a cero en el infinito temporal , efectivamente "aplastando" el límite conforme futuro a una hipersuperficie conforme regular(que es similar a un espacio si hay una constante cosmológica positiva , como se cree actualmente). El resultado es una nueva solución a las ecuaciones de Einstein, que Penrose toma para representar todo el universo, y que se compone de una secuencia de sectores que Penrose llama "eones". [5]

La hipótesis de la cosmología cíclica conforme requiere que todas las partículas masivas eventualmente desaparezcan de la existencia, incluidas aquellas que se separan demasiado de todas las demás partículas para aniquilarse con ellas. Como señala Penrose, la desintegración de protones es una posibilidad contemplada en varias extensiones especulativas del Modelo Estándar , pero nunca se ha observado. Además, todos los electrones también deben decaer o perder su carga y / o masa, y ninguna especulación convencional lo permite. [2]

En su video de la Conferencia del Premio Nobel, Roger Penrose moderó su requisito previo de ausencia de masa, comenzando a las 26:30 en el video, permitiendo que algunas partículas de masa estén presentes siempre que las cantidades sean insignificantes con casi toda su energía cinética, y en una geometría conforme dominada por fotones. [6]

Implicaciones físicas

La característica significativa de esta construcción para la física de partículas es que, dado que los bosones obedecen las leyes de la teoría cuántica invariante conforme , se comportarán de la misma manera en los eones reescalados que en sus anteriores contrapartes FLRW (clásicamente, esto corresponde a estructuras de cono de luz siendo preservado bajo reescalado conforme). Para tales partículas, el límite entre eones no es un límite en absoluto, sino simplemente una superficie espacial que se puede atravesar como cualquier otra. Los fermiones , por otro lado, permanecen confinados a un eón dado, proporcionando así una solución conveniente a la paradoja de la información del agujero negro.; Según Penrose, los fermiones deben convertirse irreversiblemente en radiación durante la evaporación del agujero negro, para preservar la suavidad del límite entre eones.

Las propiedades de curvatura de la cosmología de Penrose también son convenientes para otros aspectos de la cosmología. Primero, el límite entre eones satisface la hipótesis de la curvatura de Weyl , proporcionando así un cierto tipo de pasado de baja entropía como lo requieren la mecánica estadística y la observación. En segundo lugar, Penrose ha calculado que debe conservarse una cierta cantidad de radiación gravitacional a través del límite entre eones. Penrose sugiere que esta radiación gravitacional adicional puede ser suficiente para explicar la aceleración cósmica observada sin apelar a un campo de materia de energía oscura .

Pruebas empíricas

En 2010, Penrose y Vahe Gurzadyan publicaron una preimpresión de un artículo que afirmaba que las observaciones del fondo cósmico de microondas (CMB) realizadas por la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson (WMAP) y el experimento BOOMERanG contenían un exceso de círculos concéntricos en comparación con las simulaciones basadas en la modelo estándar de cosmología Lambda-CDM , citando un significado 6-sigma del resultado. [5]Sin embargo, desde entonces se ha cuestionado la importancia estadística de la detección alegada. Tres grupos han intentado de forma independiente reproducir estos resultados, pero encontraron que la detección de las anomalías concéntricas no fue estadísticamente significativa, ya que no aparecieron más círculos concéntricos en los datos que en las simulaciones Lambda-CDM. [7] [8] [9] [10]

El motivo del desacuerdo se rastreó hasta una cuestión de cómo construir las simulaciones que se utilizan para determinar la importancia: los tres intentos independientes de repetir el análisis utilizaron simulaciones basadas en el modelo estándar Lambda-CDM, mientras que Penrose y Gurzadyan utilizaron un enfoque no estándar indocumentado. [11]

En 2013, Gurzadyan y Penrose publicaron el desarrollo posterior de su trabajo introduciendo un nuevo método que denominaron "procedimiento de giro del cielo" (no basado en simulaciones) en el que los datos WMAP se analizan directamente; [3] en 2015, publicaron los resultados del análisis de datos de Planck confirmando los de WMAP, incluida la distribución del cielo no homogénea de esas estructuras. [12]

En un artículo publicado el 6 de agosto de 2018, los autores Daniel An, Krzysztof Antoni Meissner , Pawel Nurowski y Penrose presentaron un análisis continuo de los datos de CMB, ya que les parecía que “... los puntos anómalos proporcionan una nueva entrada importante para la cosmología, independientemente de de la validez de CCC ". También sugirieron que esas anomalías podrían ser " puntos de Hawking ", señales remanentes de la " evaporación de Hawking de agujeros negros supermasivos en el eón anterior al nuestro". La versión original de su artículo afirmaba que una ubicación en modo B encontrada por el equipo BICEP2 estaba ubicada en uno de estos puntos de Hawking; esta reclamación se eliminó en una actualización posterior. [13]Un análisis de 2020 afirmó que las anomalías no eran estadísticamente significativas. [14] Sin embargo, otro documento de 2020 del grupo Penrose argumentó a favor de más evidencia de anomalías en el CMB que podrían explicarse por los puntos de Hawking y no por el "panorama inflacionario convencional actual". [15]

CCC y la paradoja de Fermi

En 2015, Gurzadyan y Penrose también discutieron la paradoja de Fermi , la aparente contradicción entre la falta de evidencia pero estimaciones de alta probabilidad de la existencia de civilizaciones extraterrestres. Dentro de la cosmología cíclica conforme, el fondo cósmico de microondas brinda la posibilidad de transferencia de información de un eón a otro, incluidas las señales inteligentes dentro del concepto de panspermia de información . [12]

Ver también

  • Dinámica de formas
  • Geometría conforme
  • Modelo cíclico
  • Paradoja de la información del agujero negro
  • Agujero blanco
  • Ciclos del tiempo: una nueva visión extraordinaria del universo
  • De divisione naturae

Referencias

  1. ↑ Palmer, Jason (27 de noviembre de 2010). "Cosmos puede mostrar ecos de eventos antes del Big Bang" . BBC News . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
  2. ↑ a b c Roger Penrose (2006). "Antes del Big Bang: una nueva perspectiva escandalosa y sus implicaciones para la física de partículas" (PDF) . Actas de la EPAC 2006, Edimburgo, Escocia : 2759–2762.
  3. ^ a b Gurzadyan, VG; Penrose, R. (2013). "En círculos concéntricos de baja varianza previstos por CCC en el cielo de CMB". EUR. Phys. J. Plus . 128 (2): 22. arXiv : 1302.5162 . Código Bibliográfico : 2013EPJP..128 ... 22G . doi : 10.1140 / epjp / i2013-13022-4 . S2CID 55249027 . 
  4. ↑ Cartlidge, Edwin (19 de noviembre de 2010). "Penrose afirma haber vislumbrado el universo antes del Big Bang" . physicsworld.com . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
  5. ^ a b Gurzadyan VG; Penrose R (16 de noviembre de 2010). "Los círculos concéntricos en los datos de WMAP pueden proporcionar evidencia de actividad violenta anterior al Big-Bang". arXiv : 1011.3706 [ astro-ph.CO ].
  6. ^ Penrose, Roger. "Conferencia Nobel: Roger Penrose, Premio Nobel de Física 2020" . YouTube . Comité del Premio Nobel . Consultado el 22 de mayo de 2021 .
  7. ^ Wehus IK; Eriksen HK (7 de diciembre de 2010). "Una búsqueda de círculos concéntricos en los mapas del cielo de temperatura WMAP de 7 años". El diario astrofísico . 733 (2): L29. arXiv : 1012.1268 . Código Bibliográfico : 2011ApJ ... 733L..29W . doi : 10.1088 / 2041-8205 / 733/2 / L29 .
  8. ^ Musgo A; Scott D; Zibin JP (7 de diciembre de 2010). "No hay evidencia de círculos de variación anómalamente bajos en el cielo". Revista de cosmología y física de astropartículas . 2011 (4): 033. arXiv : 1012.1305 . Código bibliográfico : 2011JCAP ... 04..033M . doi : 10.1088 / 1475-7516 / 2011/04/033 . S2CID 118433733 . 
  9. ↑ Hajian A (8 de diciembre de 2010). "¿Hay ecos del universo anterior al Big Bang? Una búsqueda de círculos de baja varianza en el cielo de CMB". El diario astrofísico . 740 (2): 52. arXiv : 1012.1656 . Código bibliográfico : 2011ApJ ... 740 ... 52H . doi : 10.1088 / 0004-637X / 740/2/52 . S2CID 118515562 . 
  10. ^ DeAbreu, A .; et al. (2015). "Búsqueda de círculos concéntricos de baja varianza en el fondo cósmico de microondas". Revista de cosmología y física de astropartículas . 2015 (12): 031. arXiv : 1508.05158 . Código bibliográfico : 2015JCAP ... 12..031D . doi : 10.1088 / 1475-7516 / 2015/12/031 . S2CID 119205759 . 
  11. ^ Gurzadyan VG; Penrose R (7 de diciembre de 2010). "Más sobre los círculos de baja varianza en el cielo de CMB". arXiv : 1012.1486 [ astro-ph.CO ].
  12. ^ a b Gurzadyan, VG; Penrose, R. (2016). "CCC y la paradoja de Fermi". EUR. Phys. J. Plus . 131 : 11. arXiv : 1512.00554 . Código Bibliográfico : 2016EPJP..131 ... 11G . doi : 10.1140 / epjp / i2016-16011-1 . S2CID 73537479 . 
  13. ^ Gurzadyan, VG; Penrose, R. (2018). "Evidencia aparente de puntos Hawking en el CMB Sky". arXiv : 1808.01740 [ astro-ph.CO ].
  14. ^ Jow, Dylan L .; Scott, Douglas (9 de marzo de 2020). "Reevaluación de la evidencia de los puntos de Hawking en el CMB" . Revista de cosmología y física de astropartículas . 2020 (3): 021. arXiv : 1909.09672 . Código bibliográfico : 2020JCAP ... 03..021J . doi : 10.1088 / 1475-7516 / 2020/03/021 . ISSN 1475-7516 . S2CID 202719103 .  
  15. ^ An, Daniel; Meissner, Krzysztof A .; Nurowski, Paweł; Penrose, Roger (julio de 2020). "Evidencia aparente de puntos Hawking en el CMB Sky" . Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 495 (3): 3403–3408. arXiv : 1808.01740 . Código Bibliográfico : 2020MNRAS.495.3403A . doi : 10.1093 / mnras / staa1343 . S2CID 119068764 . 

enlaces externos

  • "El universo cíclico: una conversación con Roger Penrose" , Ideas Roadshow , 2013
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