Zou de beroemde "Big Bang" -theorie een herziening nodig hebben? Een groep theoretische natuurkundigen veronderstelt dat de geboorte van het universum had kunnen plaatsvinden nadat een vierdimensionale ster in een zwart gat was ingestort en puin had uitgestoten.
Voordat we ingaan op hun bevindingen, laten we dit even voorafgaan door te zeggen dat niemand iets zeker weet. Mensen waren duidelijk niet aanwezig op het moment dat het universum begon. De standaardtheorie is dat het universum groeide vanuit een oneindig dicht punt of singulariteit, maar wie weet wat er eerder was?
"Voor zover natuurkundigen weten, hadden draken uit de singulariteit kunnen komen vliegen", zegt Niayesh Afshordi, een astrofysicus bij het Perimeter Institute for Theoretical Physics in Canada, die co-auteur was van de nieuwe studie.
Dus wat zijn de beperkingen van de oerknaltheorie? De bijzonderheid is er een van. Het is ook moeilijk te voorspellen waarom het een universum zou hebben voortgebracht dat een bijna uniforme temperatuur heeft, omdat de leeftijd van ons universum (ongeveer 13,8 miljard jaar) niet genoeg tijd geeft - voor zover we weten - om een temperatuurevenwicht te bereiken .
De meeste kosmologen zeggen dat het universum hiervoor sneller moet zijn uitgegroeid dan de lichtsnelheid, maar Ashford zegt dat zelfs die theorie problemen heeft: 'De oerknal was zo chaotisch, het is niet duidelijk dat er zelfs een kleine homogene plek zou zijn geweest voor inflatie om aan te werken. "
Dit is wat de natuurkundigen voorstellen:
- Het model dat ze hebben geconstrueerd heeft het driedimensionale universum zwevend als een membraan (of brane) in een 'bulkuniversum' dat vier dimensies heeft. (Ja, dit doet ons hoofd ook pijn doen, dus het is misschien gemakkelijker om tijdelijk te denken aan de braan als tweedimensionaal en het "bulkuniversum" als driedimensionaal wanneer je het probeert voor te stellen.) Je kunt het meer technische lezen details in dit artikel uit 2000 waarop de nieuwe theorie is gebaseerd.
- Dus als dit "bulkuniversum" vierdimensionale sterren heeft, kunnen deze sterren dezelfde levenscycli doorlopen als de driedimensionale die we kennen. De meest massieve zouden exploderen als supernova's, hun huid verliezen en de binnenste delen als een zwart gat instorten.
- Het 4-D zwarte gat zou een 'event horizon' hebben, net zoals de 3-D die we kennen. De eventhorizon is de grens tussen de binnenkant en de buitenkant van een zwart gat. Er zijn veel theorieën over wat er in een zwart gat gebeurt, hoewel er nooit iets is waargenomen.
- In een 3D-universum verschijnt de gebeurtenishorizon als een tweedimensionaal oppervlak. Dus in een 4-D-universum zou de gebeurtenishorizon een 3D-object zijn dat een hypersphere wordt genoemd.
- Dus wat het model eigenlijk zegt, is dat wanneer de 4-D-ster uit elkaar blaast, het overgebleven materiaal een 3D-brane zou creëren rond een 3-D-gebeurtenishorizon en dan zou uitbreiden.
Hoe lang en hoe kort? Om dit terug te brengen naar dingen die we kunnen zien, blijkt uit observaties dat het universum uitdijt (en inderdaad sneller wordt naarmate het uitzet, mogelijk als gevolg van de mysterieuze donkere energie). De nieuwe theorie zegt dat de uitbreiding voortkomt uit de groei van deze 3D-braan. Maar er is minstens één beperking.
Hoewel het model wel verklaart waarom het universum een bijna uniforme temperatuur heeft (het 4-D-universum dat eraan voorafging, zou het veel langer bestaan), bracht een telescoop van het Europees Ruimteagentschap genaamd Planck onlangs kleine temperatuurvariaties in kaart op de kosmische microgolfachtergrond, waarvan wordt aangenomen dat het om overblijfselen te zijn van het begin van het universum. (Lees hier meer over de CMB.)
Het nieuwe model verschilt ongeveer vier procent van deze CMB-metingen, dus de onderzoekers proberen het model te verfijnen. Ze vinden echter nog steeds dat het model de moeite waard is. Planck laat zien dat er inflatie plaatsvindt, maar wordt niet weergegevenwaaromde inflatie gebeurt.
"De studie zou kunnen helpen om te laten zien hoe inflatie wordt veroorzaakt door de beweging van het universum door een hogere dimensie," aldus de onderzoekers.
U kunt meer lezen over hun onderzoek op dit voorgepubliceerde Arxiv-artikel. De Arxiv-vermelding specificeert niet of het artikel ter publicatie is voorgelegd aan peer-reviewed wetenschappelijke tijdschriften.
Bron: natuur
