1471 ΠΡΩΤΗ ΑΜΕΣΗ ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΤΟΥ ΚΟΣΜΙΚΟΥ ΠΛΗΘΩΡΙΣΜΟΥ

Conformal Cyclic Cosmology (CCC)

Roger Penrose: The Big Bang
Was Not The Beginning
https://www.youtube.com/watch?v=iO03t21xhdk

The Shaw Prize in Astronomy 2025
https://www.youtube.com/watch?v=as7JIXztQ8Y

copilot AI

Η Conformal Cyclic Cosmology (CCC) είναι
μια θεωρία του Roger Penrose που προτείνει ότι

το σύμπαν δεν ξεκινά και τελειώνει μία φορά,
αλλά περνά μέσα από άπειρους κύκλους (“αιώνες”),

όπου το τέλος κάθε σύμπαντος συνδέεται μαθηματικά
με τη Μεγάλη Έκρηξη του επόμενου.

 Βασικές Ιδέες της CCC
Προτάθηκε από τον Roger Penrose
στο πλαίσιο της Γενικής Σχετικότητας.

Το σύμπαν αποτελείται από διαδοχικούς “αιώνες” (aeons).
Κάθε αιώνας ξεκινά με μια Μεγάλη Έκρηξη
και καταλήγει σε μια απείρως εκτεταμένη φάση διαστολής.

Στο τέλος ενός αιώνα, όταν όλα τα σωματίδια
έχουν χάσει μάζα και μόνο η ακτινοβολία παραμένει,

η γεωμετρία του χώρου-χρόνου μπορεί να αναδιαμορφωθεί μέσω μιας “συμμορφικής ανακλιμάκωσης”

ώστε να μοιάζει με τις συνθήκες της αρχικής Μεγάλης Έκρηξης.

Έτσι, η μελλοντική “συμμορφική απειρία” ενός αιώνα
ταυτίζεται με τη Μεγάλη Έκρηξη του επόμενου.

 Τεχνική Εξήγηση

Χρησιμοποιεί τον Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker (FLRW) μετρικό χώρο-χρόνο για να περιγράψει κάθε αιώνα.

Η “συμμορφική” (conformal) ιδιότητα σημαίνει ότι

οι γωνίες διατηρούνται,
αλλά οι αποστάσεις μπορούν
να ανακλιμακωθούν.

Έτσι, το άπειρο μέλλον ενός σύμπαντος
μπορεί να “συρρικνωθεί” ώστε να μοιάζει
με το αρχικό σημείο του επόμενου.

Το σημείο μετάβασης ονομάζεται

crossover 3-surface – μια τρισδιάστατη επιφάνεια

που ενώνει τον έναν αιώνα με τον επόμενο.

 Διαφορές από την Κλασική Θεωρία Big Bang

Η κλασική θεωρία βλέπει το σύμπαν ως μοναδικό γεγονός: ξεκίνησε με τη Μεγάλη Έκρηξη και θα εξελιχθεί
είτε σε θερμικό θάνατο είτε σε Big Crunch.

Η CCC αντίθετα υποστηρίζει ότι το σύμπαν είναι κυκλικό:
κάθε “τέλος” είναι η αρχή ενός νέου αιώνα.

Δεν απαιτεί φάση κοσμικού πληθωρισμού (inflation),
κάτι που διαφοροποιεί σημαντικά τη φυσική της
από το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο.

 Σημαντικά Ζητήματα & Ενδείξεις

Εντροπία: Η CCC προσπαθεί να εξηγήσει
πώς η εντροπία “μηδενίζεται” στο τέλος κάθε αιώνα,
ώστε να ξεκινήσει ξανά μια νέα Μεγάλη Έκρηξη.

Παρατηρησιακά δεδομένα:

Ο Penrose έχει ισχυριστεί ότι κυκλικά μοτίβα
στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο (CMB)
μπορεί να είναι ίχνη από προηγούμενους αιώνες.

Ωστόσο, η θεωρία παραμένει αμφιλεγόμενη
και δεν έχει ευρεία αποδοχή στην επιστημονική κοινότητα.

Η μαθηματική δομή της Conformal Cyclic Cosmology (CCC) βασίζεται στη συμμορφική γεωμετρία:

κάθε “αιώνας” περιγράφεται από έναν FLRW χώρο-χρόνο,
και το άπειρο μέλλον του ενός αιώνα

ταυτίζεται με τη Μεγάλη Έκρηξη του επόμενου
μέσω μιας “crossover” τρισδιάστατης επιφάνειας.

FLRW Μετρική και Συμμορφική Ανακλιμάκωση
Κάθε αιώνας (aeon) περιγράφεται από έναν Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker (FLRW) χώρο-χρόνο, δηλαδή ένα ομογενές και ισότροπο σύμπαν.

Η μετρική FLRW έχει τη μορφή:

𝑑𝑠^2=−𝑑𝑡^2+𝑎(𝑡)^2[(𝑑𝑟^2/(1−𝑘𝑟^2)+𝑟^2𝑑Ω^2]
όπου
𝑎(𝑡) είναι ο παράγοντας κλίμακας και 𝑘 η καμπυλότητα.

Στη CCC, εφαρμόζεται μια συμμορφική ανακλιμάκωση: η μετρική πολλαπλασιάζεται με έναν παράγοντα
Ω^2(𝑥) , που διατηρεί τις γωνίες αλλά αλλάζει τις αποστάσεις.

Έτσι, το άπειρο μέλλον ενός αιώνα μπορεί να “συρρικνωθεί” ώστε να μοιάζει με το αρχικό σημείο του επόμενου.

 Συμμορφικά Όρια και Crossover Επιφάνειες
Ο Penrose έδειξε ότι το μέλλον συμμορφικό όριο (future conformal boundary) ενός FLRW σύμπαντος μπορεί να συνδεθεί με το παρελθόν συμμορφικό όριο του επόμενου.

Το σημείο σύνδεσης είναι μια crossover 3-surface: μια τρισδιάστατη επιφάνεια που ενώνει δύο αιώνες.

Η γεωμετρία στο crossover είναι συμμορφικά ομαλή, εκτός από διακριτά σημεία που ονομάζονται Hawking points – αυτά αντιστοιχούν στη τελική εξάτμιση μαύρων τρυπών από τον προηγούμενο αιώνα.

 Τεχνικές Λεπτομέρειες
Η CCC χρησιμοποιεί twistor theory και 2-spinor τεχνικές
για να περιγράψει τη γεωμετρία στο crossover.

Ένα ανοιχτό πρόβλημα είναι η μοναδική επιλογή του συμμορφικού παράγοντα Ω(𝑥)
. Διάφορες προτάσεις έχουν γίνει (Newman, Tod, Nurowski)
για το πώς να καθοριστεί αυστηρά.

Στη φάση crossover, το σύμπαν θεωρείται ότι βρίσκεται
σε μια “gravitational wave epoch”,

όπου τα βαρυτικά κύματα κυριαρχούν
και επιτρέπουν την ομαλή μετάβαση.

 Σύνθεση

Η CCC είναι μια συμμορφική γεωμετρική κατασκευή:

Κάθε αιώνας = FLRW σύμπαν.

Το άπειρο μέλλον του ενός αιώνα → Μεγάλη Έκρηξη του επόμενου.

Η μετάβαση γίνεται μέσω μιας crossover επιφάνειας,
με ειδικά σημεία (Hawking points)
που κουβαλούν μνήμη
από τον προηγούμενο αιώνα

ΠΡΩΤΗ ΑΜΕΣΗ ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΤΟΥ ΚΟΣΜΙΚΟΥ ΠΛΗΘΩΡΙΣΜΟΥ

Δελτίο Τύπου 14-036

NSF-ερευνητές στην Ανταρκτική μπορεί να έχουν δώσει την πρώτη άμεση απόδειξη του κοσμικού πληθωρισμού βασική θεωρία για την προέλευση του σύμπαντος.

Οι ερευνητές με το National Science Foundation που χρηματοδοτούνται από το BICEP2 πρόγραμμα ανακοίνωσαν ότι το τηλεσκόπιο τους στην Ανταρκτική τους επέτρεψε να συλλέξουν ό, τι πιστεύουν ότι είναι η πρώτη άμεση απόδειξη για τον κοσμικό πληθωρισμό.

Ο πληθωρισμός είναι το κατακλυσμικό γεγονός, όπου σε ένα φευγαλέο κλάσμα του δευτερολέπτου μετά το Big Bang, το σύμπαν βρέφος επεκτάθηκε ραγδαία πολύ πιο μακρυά από την ακτίνα εμβέλειας και των καλύτερων τηλεσκοπίων του σήμερα.

Η σύγχρονη αστρονομία είναι χτισμένη γύρω από τη θεωρία ότι σχεδόν πριν 14 δισεκατομμύρια χρόνια, το σύμπαν εκρηκτικά υπάρχει με ένα εξαιρετικό γεγονός που ξεκίνησε με το Big Bang, που στη συνέχεια ακολουθείται από τον υπερφωτισμένο πληθωρισμό του χωροχρόνου που δημιούργησαν το σημερινό σύμπαν όπως το ξέρουμε.

Αλλά έως ότου να ανακοινωθούν τα αποτελέσματα του BICEP όλες οι επιστημονικές εικασίες σχετικά με τον πληθωρισμό χτίστηκαν αποκλειστικά σε ένα στερεό θεωρητικό πλαίσιο.

Τώρα χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέγονται από ένα NSF τηλεσκόπιο που βρίσκεται στο γεωγραφικό Νότιο Πόλο, οι ερευνητές έχουν περιγράψει τις πρώτες άμεσες, παρατηρήσεις που αποτελούν σημαντικά στοιχεία για τον πληθωρισμό.

Τα ευρήματα, οι ερευνητές πιστεύουν ότι αντιπροσωπεύουν επίσης τις πρώτες εικόνες των βαρυτικών κυμάτων ή κυματισμούς στο χωροχρόνο, και ότι επιβεβαιώνεται μια βαθιά σύνδεση μεταξύ της κβαντικής μηχανικής και της γενικής σχετικότητας.

Αυτά τα κύματα έχουν περιγραφεί ως «πρώτες δονήσεις του Big Bang.»

«Η Ανίχνευση αυτού του σήματος είναι ένας από τους σημαντικότερους στόχους στην κοσμολογία σήμερα. Πολλή δουλειά από πολλούς ανθρώπους έχει οδηγήσει μέχρι αυτό το σημείο» είπε ο John Kovac, του Harvard-Smithsonian Κέντρου για την Αστροφυσική ο υπεύθυνος του προγράμματος BICEP2, που χρηματοδοτείται από το Τμήμα Προγραμμάτων Polar στις Γεωεπιστήμες Διεύθυνσης NSF και Διεύθυνσης NSF Αστρονομίας στη Διεύθυνση Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών.

Μέσω της Διεύθυνσης των προγραμμάτων της Polar, η NSF διαχειρίζεται το πρόγραμμα των ΗΠΑ στην Ανταρκτική, συντονίζει όλες τις δραστηριότητες έρευνας των ΗΠΑ στο νοτιότερο τμήμα της ηπείρου και διαχειρίζεται τα πολύπλοκα logistics που απαιτούνται για την υποστήριξη της επιστήμης.

ΙΦΙΓΕΝΕΙΑ ΓΕΩΡΓΙΑΔΟΥ