Zal het universum eindigen met een knal of een gejammer? Een paar theoretische natuurkundigen hebben een derde pad voorgesteld: misschien zal het universum nooit eindigen.
In een studie die probeert de aard van te bepalen donkere energie – Een mysterieus fenomeen waarvan wordt aangenomen dat het ervoor zorgt dat het universum elk moment sneller en sneller uitdijt – Natuurkundigen hebben ontdekt dat kosmische expansie niet altijd een gegeven is. In plaats daarvan, zo schrijven ze, kan donkere energie “aangaan” en periodiek stoppen, waardoor het universum soms groeit, soms krimpt totdat de omstandigheden geschikt zijn voor een nieuwe opkomst. de grote explosie Om het te laten gebeuren – om een nieuwe wereld te laten ontstaan.
De grote ontsnapping
Onze wereld maakt momenteel een fase van op hol geslagen expansie door: het universum wordt steeds sneller en sneller met elk voorbijgaand moment. Kosmologen begrijpen niet wat deze versnelling veroorzaakt, die zij donkere energie noemen. Als deze versnelling doorgaat, zal ons universum uiteindelijk uitdijen in de vergetelheid, waarbij alle materie en straling versnipperd raken.
Dit zal niet de eerste periode van explosieve groei zijn. In de eerste momenten van de oerknal waren de energieën en dichtheden zo intens dat de huidige natuurkunde het niet aankan – het voorspelt een singulariteit, het punt van oneindige dichtheid waar de wiskunde afbreekt. Daarna ging het universum door een periode van ongelooflijk snelle expansie die bekend staat als inflatie, wat ook slecht wordt begrepen.
Astronomen hebben zich lang afgevraagd of deze twee fasen van versnelde expansie – de ene in de vroege momenten van de oerknal en de andere in het huidige tijdperk – met elkaar verbonden waren, en of de entiteit die beide aanstuurde het probleem van de oerknal-singulariteit vermeed.
Dynamische demonen
Om dat te beantwoorden, publiceerden een paar theoretische natuurkundigen op 7 februari een studie in Database Preprint arXiv (Opent in een nieuw tabblad) waarin een model van het universum werd onderzocht waarin donkere energie altijd een rol speelde. Eerder onderzoek heeft het “schakelen” van donkere energie op verschillende tijdstippen gemodelleerd om de kosmische expansie te stimuleren, maar het nieuwe onderzoek stelt een realistischer model voor dat materie en straling omvat.
Ze wilden zien of donkere energie de singulariteit van de oerknal kon omzeilen, inflatie kon stimuleren en het late universum kon versnellen. Om deze aanvankelijke singulariteit te vermijden, kan het universum niet beginnen vanuit een punt met een oneindige dichtheid. In plaats daarvan zou het universum waarin we leven er een moeten zijn in een oneindige reeks terugkerende “grote bounces”.
In dit scenario drijft donkere energie het universum aan totdat het een bepaalde grootte bereikt. Maar donkere energie transformeert zichzelf en dwingt het universum samen te trekken. Het universum lijdt dan aan een grote crisis, maar voordat het een staat van oneindige dichtheid bereikt, draait donkere energie weer rond, wat een periode van ongelooflijk snelle inflatie in gang zet en de cyclus opnieuw begint.
Precies afgestemd mechanisme
Onderzoekers hebben een donker energiemodel gevonden dat leidt tot een trifecta. Maar cruciaal is dat materie en straling niet in het zeer vroege heelal kunnen hebben bestaan, anders zouden ze de inflatie hebben verknoeid. In plaats daarvan moesten materie en straling net na inflatie verschijnen, toen een deel van de donkere energie verdween en het universum overspoelde met licht en materie.
Hoewel de onderzoekers aanvankelijk succesvol waren, konden ze geen algemene klasse van donkere energiemodellen vinden die altijd tot dezelfde resultaten zouden kunnen leiden. In plaats daarvan moesten ze kunstmatig een kleinere waarde instellen voor de versnelde expansie van de stroom dan de kwantummechanica voorspelt om het exacte juiste resultaat te krijgen.
Desalniettemin wijst dit nieuwe onderzoek in een veelbelovende richting en biedt het een levensvatbaar platform voor verdere verkenning van dergelijke modellen. Mensen hoeven niet per se in een koude, lege wereld te leven, want donkere energie kan zich in de verre toekomst anders gedragen. Alleen verder onderzoek zal onze uiteindelijke bestemming onthullen.
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”