Bedenk hoe je ooit een boek zou kunnen oppakken over de eerste drie minuten na de oerknal en verbaasd zou zijn over het detailniveau dat observatie en theorie zouden kunnen geven met betrekking tot die vroege momenten van het universum. Tegenwoordig ligt de focus meer op wat er gebeurde tussen 1 × 10-36 en 1 × 10-32 van de eerste seconde als we proberen de theorie te combineren met meer gedetailleerde waarnemingen van de kosmische microgolfachtergrond.
Ongeveer 380.000 jaar na de oerknal werd het vroege universum koel en diffuus genoeg zodat het licht ongehinderd kon bewegen, wat het verder deed - met informatie over het ‘oppervlak van de laatste verstrooiing’. Voor die tijd werden fotonen voortdurend geabsorbeerd en opnieuw uitgezonden (d.w.z. verstrooid) door het hete, dichte plasma van het eerdere universum - en kwamen nooit echt ergens als lichtstralen op gang.
Maar vrij plotseling werd het heelal een stuk minder druk toen het voldoende was afgekoeld zodat elektronen konden combineren met kernen om de eerste atomen te vormen. Dus deze eerste uitbarsting van licht, toen het universum plotseling transparant werd voor straling, bevatte fotonen die op dat tamelijk unieke moment werden uitgezonden - aangezien de omstandigheden om zo'n universele uitbarsting van energie mogelijk te maken maar één keer plaatsvonden.
Met de uitdijing van het universum over nog eens 13,6 en een miljard miljard jaar, zijn veel van deze fotonen waarschijnlijk lang geleden ergens tegenaan gevallen, maar er zijn er nog genoeg over om de lucht te vullen met een kenmerkende energie-uitbarsting die ooit krachtige gammastraling zou kunnen zijn maar is nu uitgerekt in de magnetron. Desalniettemin bevat het nog steeds dezelfde ‘oppervlakte van de laatste verstrooiing’ informatie.
Waarnemingen vertellen ons dat de kosmische microgolfachtergrond op een bepaald niveau opmerkelijk isotroop is. Dit leidde tot de kosmische inflatietheorie, waar we denken dat er een zeer vroege exponentiële expansie van het microscopisch universum was rond 1 × 10-36 van de eerste seconde - wat verklaart waarom alles zo gelijkmatig verspreid lijkt.
Als we echter de kosmische microgolfachtergrond (CMB) goed bekijken, is er wel een klein beetje klonterigheid - of anisotropie - te zien, zoals blijkt uit gegevens die zijn verzameld door de toepasselijk genaamde Wilkinson Microgolfanisotropiesonde (WMAP).
Het meest opmerkelijke aan de CMB is echt de isotropie op grote schaal en het vinden van enkele fijne anisotropieën is misschien niet zo verrassend. Het zijn echter gegevens en het geeft theoretici iets waaruit ze wiskundige modellen kunnen bouwen over de inhoud van het vroege heelal.
Sommige theoretici spreken van CMB-quadrupool-momentafwijkingen. Het quadrupool-idee is in wezen een uitdrukking van energiedichtheidsverdeling binnen een sferisch volume - dat licht naar boven of naar beneden (of variaties van die vier ‘polaire’ richtingen) kan verstrooien. Een mate van variabele afbuiging van het oppervlak van de laatste verstrooiing duidt dan op anisotropieën in het sferische volume dat het vroege heelal vertegenwoordigt.
Stel dat het gevuld was met mini zwarte gaten (MBH's)? Scardigli et al (zie hieronder) hebben wiskundig drie scenario's onderzocht, waarbij vlak voor kosmische inflatie op 1 × 10-36 seconden: 1) het kleine oeruniversum was gevuld met een verzameling MBH's; 2) dezelfde MBH's verdampten onmiddellijk, waardoor meerdere puntbronnen van Hawking-straling ontstonden; of 3) er waren geen MBH's, in overeenstemming met de conventionele theorie.
Toen ze de wiskunde uitvoerden, paste scenario 1 het beste bij WMAP-waarnemingen van anomale quadrupool-anisotropieën. Dus, waarom niet? Een klein proto-universum gevuld met mini zwarte gaten. Het is een andere optie om te testen wanneer bepaalde CMB-gegevens met een hogere resolutie binnenkomen uit Planck of andere toekomstige missies. En in de tussentijd is het materiaal voor een astronomieschrijver die wanhopig op zoek is naar een verhaal.
Verder lezen: Scardigli, F., Gruber, C. en Chen (2010) Restanten van zwarte gaten in het vroege heelal.
