Het is een redelijke vraag om je af te vragen wat de vorm van het universum is. Is het een bol? Een torus? Is het open of gesloten of plat? En wat betekent dat eigenlijk allemaal?
Het heelal. Dankzij de intrinsieke natuurwetten, de bekende natuurconstanten en de met vuurspuwende vuurballen die bekend staan als supernovae, zijn we kleine wezens die vastgehouden worden aan een draaiende bal van steen in een verre hoek van ruimte en tijd.
Lijkt het je niet een beetje onbeleefd om niet veel te weten over het heelal zelf? Als we er bijvoorbeeld van buiten naar zouden kunnen kijken, wat zouden we dan zien? Een enorme zwartheid? Een zee van bubbels? Sneeuwbol? Rat doolhof? Een knikker in de handen van grotere aliens of een andere prog rock albumhoes?
Het blijkt dat het antwoord zowel eenvoudiger als vreemder is dan al die opties. Hoe het universum eruit ziet, is een vraag die we graag als soort raden en allerlei onzin verzinnen.
Hindoeteksten beschrijven het heelal als een kosmisch ei, de jains geloofden dat het een menselijke vorm had. De Griekse stoïcijnen zagen het heelal als een enkel eiland dat in een verder oneindige leegte zweefde, terwijl Aristoteles geloofde dat het bestond uit een eindige reeks concentrische bollen, of misschien is het gewoon "schildpadden helemaal naar beneden".
Dankzij het wiskundige genie van Einstein kunnen kosmologen de geldigheid testen van verschillende modellen die de vorm, schildpadden, doolhoven en anderszins van het universum beschrijven.
Er zijn drie hoofdsmaken die wetenschappers beschouwen: positief gebogen, negatief gebogen en plat. We weten dat het in ten minste vier dimensies bestaat, dus elk van de vormen die we gaan beschrijven, grenst aan de geometrie van de Lovecraftiaanse waanzin, dus start je waanzin-telraam. Ja! Ja! Cthulhu ftagen.
Een positief gebogen heelal zou er ongeveer uitzien als een vierdimensionale bol. Dit type universum zou eindig zijn in de ruimte, maar zonder waarneembare rand. In feite zouden twee verre deeltjes die in twee rechte lijnen reizen, elkaar daadwerkelijk kruisen voordat ze eindigen waar ze begonnen.
Je kunt dit thuis proberen. Pak een ballon en trek een rechte lijn met een scherpte. Uw lijn bereikt uiteindelijk zijn startpunt. Een tweede lijn die begint aan de andere kant van de ballon, doet hetzelfde en zal uw eerste lijn passeren voordat hij zichzelf weer ontmoet.
Dit type heelal, gemakkelijk voor te stellen in drie dimensies, zou alleen ontstaan als de kosmos een bepaalde, grote hoeveelheid energie bevatte.
Om positief gekromd of gesloten te zijn, zou het universum eerst moeten stoppen met uitbreiden - iets dat alleen zou gebeuren als de kosmos voldoende energie zou bevatten om de zwaartekracht de voorhoede te geven. Huidige kosmologische waarnemingen suggereren dat het heelal voor altijd zou moeten uitbreiden. Dus voor nu gooien we het gemakkelijk voorstelbare scenario weg.
Een negatief gebogen heelal zou eruit zien als een vierdimensionaal zadel. Open, zonder grenzen in ruimte of tijd. Het zou te weinig energie bevatten om te stoppen met uitbreiden.
Hier zouden twee deeltjes die op rechte paden reizen nooit samenkomen. Sterker nog, ze zouden voortdurend van elkaar verschillen en steeds verder van elkaar verwijderd raken terwijl de oneindige tijd zich voortbewoog.
Als blijkt dat het Heelal een Goudlokje-specifieke, kritische hoeveelheid energie bevat, die gevaarlijk tussen de uitersten wankelt, stopt de uitdijing ervan na een oneindige hoeveelheid tijd,
Dit type universum wordt een plat universum genoemd. Deeltjes in een vlakke kosmos vervolgen hun weg op parallelle rechte paden, nooit te ontmoeten, maar ook nooit te divergeren.
Bol, zadel, plat vlak. Die zijn vrij gemakkelijk in beeld te brengen. Er zijn ook andere opties - zoals een voetbal, een donut of een trompet.
Een voetbal lijkt veel op een sferisch heelal, maar dan met een heel bijzondere signatuur - een soort spiegelenzaal gedrukt op de kosmische microgolfachtergrond.
De donut is technisch gezien een plat universum, maar een die op meerdere plaatsen is verbonden. Sommige wetenschappers zijn van mening dat grote warme en koele plekken in de CMB daadwerkelijk een bewijs kunnen zijn voor dit soort smakelijke topologie.
Ten slotte komen we bij de trompet. Dit is een andere manier om een negatief gebogen kosmos te visualiseren: als een zadel dat in een lange buis is gekruld, met één zeer wijd uitlopend uiteinde en één zeer smal uiteinde. Iemand aan het smalle uiteinde zou merken dat hun kosmos zo krap was dat het maar twee dimensies had. Ondertussen kon iemand anders aan het uitlopende uiteinde alleen zo ver reizen voordat ze merkten dat ze op onverklaarbare wijze omdraaiden en de andere kant op vlogen.
Dus wat is het? Is ons universum een sinaasappel of een bagel? Is het Pringles? Een plakje kaas? Messing of houtblazers? Wetenschappers hebben de gekkere, negatief gebogen suggesties, zoals het zadel of de bazuin, nog niet uitgesloten.
Haters gaan beweren dat we nooit zullen weten wat de ware vorm van ons universum is. Die mensen zijn niet leuk en zijn gewoon obstructeurs. Serieus, laat ons je helpen om betere vrienden te krijgen.
Op basis van de meest recente Planck-gegevens, uitgebracht in februari 2015, is ons universum hoogstwaarschijnlijk ... plat. Oneindig eindig, zelfs niet een beetje gebogen, met een exacte, kritische hoeveelheid energie die wordt geleverd door donkere materie en donkere energie.
Ik weet dat dit een beetje verwarrend wordt en meandert tot aan de grens van de dutjes, maar dit is wat ik hoop dat je van dit alles wegneemt.
Het is verbazingwekkend dat we niet alleen kunnen raden hoe ons ongelooflijke universum eruitziet, maar ook dat er slimme mensen zijn die onvermoeibaar werken om ons te helpen dat uit te zoeken. Het is een van de dingen die me het gelukkigst maakt om elke week over ruimte en astronomie te praten. Ik kan gewoon niet wachten om te zien wat er volgt.
Dus wat denk jij? Is een plat universum te saai naar jouw smaak? Welke vorm zou je willen dat het heelal is, gezien het brede scala aan opties?
Bedankt voor het kijken! Mis nooit meer een aflevering door op abonneren te klikken.
Onze Patreon-gemeenschap is de reden waarom deze shows plaatsvinden. We willen Fred Manzella, Todd Sanders en de rest van de leden bedanken die ons steunen bij het maken van geweldige ruimte- en astronomie-inhoud. Leden krijgen vooraf toegang tot afleveringen, extra's, wedstrijden en andere shenanigans met Jay, mijzelf en de rest van het team.
Wil je meedoen aan de actie? Klik hier.
Podcast (audio): downloaden (duur: 6:29 - 5,9 MB)
Abonneren: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): downloaden (duur: 6:52 - 81,2 MB)
Abonneren: Apple Podcasts | Android | RSS
