Kisah ini diperbarui pada 23 Agustus pukul 9.20 pagi E.T.
Kita tidak hidup di alam semesta pertama. Ada jagat raya lain, di masa lalu, sebelum jaman kita, sekelompok fisikawan berkata. Seperti halnya kita, alam semesta ini penuh dengan lubang hitam. Dan kita dapat mendeteksi jejak lubang hitam yang sudah lama mati di latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) - radiasi yang merupakan sisa dari kelahiran kejam alam semesta kita.
Setidaknya, itulah pandangan yang agak eksentrik dari kelompok teori, termasuk ahli fisika matematika Universitas Oxford Roger Penrose (juga kolaborator penting Stephen Hawking). Penrose dan pembantunya berdebat tentang Big Bang versi modifikasi.
Dalam Penrose dan sejarah fisikawan yang cenderung serupa tentang ruang dan waktu (yang mereka sebut kosmologi siklik konformal, atau CCC), alam semesta meluap-luap, berekspansi dan mati berurutan, dengan lubang hitam dari masing-masing meninggalkan jejak di alam semesta yang mengikuti. Dan dalam sebuah makalah baru yang dirilis 6 Agustus di jurnal pracetak arXiv, Penrose, bersama dengan State University of New York Maritime matematikawan Daniel An dan fisikawan teori Universitas Warsawa Krzysztof Meissner, berpendapat bahwa jejak tersebut terlihat dalam data yang ada dari CMB .
An menjelaskan bagaimana jejak ini terbentuk dan bertahan hidup dari satu tahun ke tahun berikutnya.
"Jika alam semesta terus menerus dan lubang hitam melahap segalanya, pada titik tertentu, kita hanya akan memiliki lubang hitam," katanya kepada Live Science. Menurut teori Hawking yang paling terkenal, lubang hitam perlahan-lahan kehilangan sebagian massa dan energinya seiring waktu melalui radiasi partikel tak bermassa yang disebut graviton dan foton. Jika radiasi Hawking ini ada, "maka apa yang akan terjadi adalah lubang hitam ini akan berangsur-angsur menyusut."
Pada titik tertentu, lubang-lubang hitam itu akan hancur seluruhnya, kata An, meninggalkan sup yang tak bermassa dari foton dan graviton.
"Hal tentang periode waktu ini adalah bahwa graviton dan foton tak bermassa tidak benar-benar mengalami ruang atau waktu," katanya.
Graviton dan foton, pengembara kecepatan cahaya tanpa massa, tidak mengalami waktu dan ruang dengan cara yang sama seperti kita - dan semua benda besar lainnya yang bergerak lebih lambat di alam semesta. Teori relativitas Einstein menyatakan bahwa benda-benda dengan massa tampaknya bergerak lebih lambat dari waktu ke waktu ketika mereka mendekati kecepatan cahaya, dan jarak menjadi condong dari perspektif mereka. Benda tak bermassa seperti foton dan graviton bergerak dengan kecepatan cahaya, sehingga mereka tidak mengalami waktu atau jarak sama sekali.
Jadi, alam semesta yang hanya dipenuhi oleh graviton atau foton tidak akan memiliki pengertian tentang apa itu waktu atau apa itu ruang, "kata An.
Pada titik itu, beberapa fisikawan (termasuk Penrose) berpendapat, alam semesta yang luas, kosong, dan pasca-lubang hitam mulai menyerupai alam semesta yang sangat padat pada saat big bang, di mana tidak ada waktu atau jarak antara apa pun.
"Dan kemudian mulai dari awal lagi," kata An.
Jadi, jika alam semesta baru tidak mengandung lubang hitam dari alam semesta sebelumnya, bagaimana bisa lubang hitam itu meninggalkan jejak di CMB?
Penrose mengatakan bahwa jejaknya bukan dari lubang hitam itu sendiri, tetapi lebih dari miliaran tahun yang dihabiskan benda-benda itu untuk mengeluarkan energi ke alam semesta mereka sendiri melalui radiasi Hawking.
"Ini bukan singularitas lubang hitam," atau itu sebenarnya, tubuh fisik, katanya kepada Live Science, "tapi ... seluruh radiasi Hawking dari lubang sepanjang sejarahnya."
Inilah artinya: Setiap saat lubang hitam yang dihabiskan melarutkan dirinya sendiri melalui radiasi Hawking meninggalkan bekas. Dan tanda itu, yang dibuat di latar belakang frekuensi radiasi ruang, bisa selamat dari kematian alam semesta. Jika para peneliti dapat menemukan tanda itu, maka para ilmuwan akan memiliki alasan untuk percaya bahwa visi CCC tentang alam semesta adalah benar, atau setidaknya tidak pasti salah.
Untuk melihat tanda samar terhadap radiasi CMB yang sudah redup dan kacau itu, An berkata, ia menjalankan semacam turnamen statistik di antara bidang langit.
Sebuah wilayah melingkar mengambil di sepertiga langit di mana galaksi dan cahaya bintang tidak membanjiri CMB. Selanjutnya, ia menyoroti area di mana distribusi frekuensi gelombang mikro cocok dengan apa yang diharapkan jika Hawking point ada. Dia meminta lingkaran-lingkaran itu "bersaing" satu sama lain, katanya, untuk menentukan area mana yang hampir cocok dengan spektrum yang diharapkan dari titik-titik Hawking.
Kemudian, ia membandingkan data itu dengan data CMB palsu yang ia hasilkan secara acak. Trik ini dimaksudkan untuk mengesampingkan kemungkinan bahwa "titik Hawking" tentatif itu bisa terbentuk jika CMB sepenuhnya acak. Jika data CMB yang dihasilkan secara acak tidak bisa meniru titik-titik Hawking, itu akan sangat menyarankan bahwa titik-titik Hawking yang baru diidentifikasi memang dari lubang hitam masa lalu.
Ini bukan pertama kalinya Penrose mengeluarkan kertas untuk mengidentifikasi poin Hawking dari alam semesta masa lalu. Kembali pada 2010, ia menerbitkan sebuah makalah dengan fisikawan Vahe Gurzadyan yang membuat klaim serupa. Publikasi itu memicu kritik dari fisikawan lain, gagal meyakinkan komunitas ilmiah secara besar-besaran. Dua makalah tindak lanjut (di sini dan di sini) berpendapat bahwa bukti Hawking poin yang diidentifikasi Penrose dan Gurzadyan sebenarnya adalah hasil dari kebisingan acak dalam data mereka.
Namun, Penrose terus maju. (Fisikawan juga terkenal berpendapat, tanpa meyakinkan banyak ahli saraf, bahwa kesadaran manusia adalah hasil dari komputasi kuantum.)
Ditanya apakah lubang hitam dari alam semesta kita suatu hari nanti akan meninggalkan jejak di alam semesta pada tahun berikutnya, Penrose menjawab, "Ya, memang!"
Catatan editor: Versi sebelumnya dari cerita ini menyebut CMB sebagai "radioaktif." Itu radiasi, tetapi tidak radioaktif. Ceritanya telah diperbaiki.
