Cette histoire a été mise à jour le 23 août à 9 h 20 HE.
Nous ne vivons pas dans le premier univers. Il y avait d'autres univers, dans d'autres éons, avant le nôtre, a déclaré un groupe de physiciens. Comme le nôtre, ces univers étaient pleins de trous noirs. Et nous pouvons détecter des traces de ces trous noirs morts depuis longtemps dans le fond micro-ondes cosmique (CMB) - le rayonnement qui est un vestige de la naissance violente de notre univers.
Du moins, c'est la vision quelque peu excentrique du groupe de théoriciens, y compris le célèbre physicien mathématique de l'Université d'Oxford Roger Penrose (également un important collaborateur de Stephen Hawking). Penrose et ses acolytes plaident pour une version modifiée du Big Bang.
À Penrose et dans l'histoire de l'espace et du temps des physiciens de même inclinaison (qu'ils appellent la cosmologie cyclique conforme, ou CCC), les univers bouillonnent, se dilatent et meurent en séquence, avec des trous noirs laissant chacun des traces dans les univers qui suivent. Et dans un nouvel article publié le 6 août dans la revue préimprimée arXiv, Penrose, avec le mathématicien Daniel An de l'Université d'État de New York Maritime et le physicien théorique Krzysztof Meissner de l'Université de Varsovie, ont soutenu que ces traces sont visibles dans les données existantes du CMB. .
An a expliqué comment ces traces se forment et survivent d'un éon à l'autre.
"Si l'univers continue indéfiniment et que les trous noirs engloutissent tout, à un certain point, nous n'aurons que des trous noirs", a-t-il déclaré à Live Science. Selon la théorie la plus célèbre de Hawking, les trous noirs perdent lentement une partie de leur masse et de leur énergie au fil du temps à cause du rayonnement de particules sans masse appelées gravitons et photons. Si ce rayonnement Hawking existe, "alors ce qui va se passer, c'est que ces trous noirs vont progressivement, progressivement rétrécir."
À un certain point, ces trous noirs se désintégreraient complètement, a déclaré An, laissant à l'univers une soupe sans masse de photons et de gravitons.
"La chose à propos de cette période est que les gravitons et les photons sans masse ne connaissent pas vraiment le temps ou l'espace", a-t-il déclaré.
Les gravitons et les photons, les voyageurs à vitesse de lumière sans masse, ne vivent pas le temps et l'espace de la même manière que nous - et tous les autres objets massifs et plus lents dans l'univers - le faisons. La théorie de la relativité d'Einstein dicte que les objets de masse semblent se déplacer dans le temps plus lentement à mesure qu'ils approchent de la vitesse de la lumière, et les distances deviennent asymétriques de leur point de vue. Les objets sans masse comme les photons et les gravitons se déplacent à la vitesse de la lumière, ils ne subissent donc pas du tout le temps ou la distance.
Ainsi, un univers rempli uniquement de gravitons ou de photons n'aura aucune idée de ce qu'est le temps ou ce qui est l'espace ", a déclaré An.
À ce stade, certains physiciens (y compris Penrose) soutiennent que le vaste univers vide post-trou noir commence à ressembler à l'univers ultra-compressé au moment du big bang, où il n'y a ni temps ni distance entre quoi que ce soit.
"Et puis tout recommence", a expliqué An.
Donc, si le nouvel univers ne contient aucun des trous noirs de l'univers précédent, comment ces trous noirs pourraient-ils laisser des traces dans le CMB?
Penrose a déclaré que les traces ne sont pas des trous noirs eux-mêmes, mais plutôt des milliards d'années que ces objets ont dépensé pour diffuser de l'énergie dans leur propre univers via le rayonnement de Hawking.
"Ce n'est pas la singularité du trou noir", ou c'est un corps physique réel, a-t-il dit à Live Science, "mais le ... rayonnement Hawking entier du trou tout au long de son histoire."
Voici ce que cela signifie: tout le temps qu'un trou noir passé à se dissoudre via le rayonnement Hawking laisse une marque. Et cette marque, faite dans les fréquences de rayonnement de fond de l'espace, peut survivre à la mort d'un univers. Si les chercheurs pouvaient repérer cette marque, alors les scientifiques auraient des raisons de croire que la vision CCC de l'univers est bonne, ou du moins pas définitivement fausse.
Pour repérer cette faible marque contre le rayonnement déjà faible et confus du CMB, a déclaré An, il a organisé une sorte de tournoi statistique parmi les parcelles de ciel.
An a pris des régions circulaires dans le tiers du ciel où les galaxies et la lumière des étoiles ne submergent pas le CMB. Ensuite, il a mis en évidence les zones où la distribution des fréquences micro-ondes correspond à ce qui serait attendu si des points Hawking existaient. Il a demandé à ces cercles de "rivaliser" les uns avec les autres, a-t-il dit, pour déterminer quelle zone correspondait le mieux aux spectres attendus des points Hawking.
Ensuite, il a comparé ces données avec de fausses données CMB qu'il a générées au hasard. Cette astuce visait à exclure la possibilité que ces "points Hawking" provisoires auraient pu se former si le CMB était entièrement aléatoire. Si les données CMB générées aléatoirement ne pouvaient pas imiter ces points Hawking, cela suggérerait fortement que les points Hawking nouvellement identifiés provenaient en effet de trous noirs d'éons passés.
Ce n'est pas la première fois que Penrose publie un document qui semble identifier les points de Hawking d'un univers passé. En 2010, il a publié un article avec le physicien Vahe Gurzadyan qui a fait une affirmation similaire. Cette publication a suscité les critiques d'autres physiciens, n'ayant pas réussi à convaincre la communauté scientifique dans son ensemble. Deux documents de suivi (ici et ici) ont fait valoir que les preuves des points de Hawking identifiés par Penrose et Gurzadyan étaient en fait le résultat d'un bruit aléatoire dans leurs données.
Penrose continue néanmoins d'avancer. (Le physicien a également soutenu, sans convaincre de nombreux neuroscientifiques, que la conscience humaine est le résultat de l'informatique quantique.)
Lorsqu'on lui a demandé si les trous noirs de notre univers pourraient un jour laisser des traces dans l'univers de l'éon suivant, Penrose a répondu: "Oui, en effet!"
Note de l'éditeur: Une version antérieure de cette histoire qualifiait le CMB de «radioactif». C'est un rayonnement, mais ce n'est pas radioactif. L'histoire a été corrigée.
