Volgens wetenschappers heeft het universum mogelijk de vorm van een spiegelzaal
Wat is de vorm van het universum? Het is een vraag die banaal lijkt, maar waar natuurkundigen en onderzoekers al tientallen jaren over nadenken. Onlangs is er een studie gepubliceerd in Physical Review Letters waarin de mogelijkheid van onconventionele en exotische topologieën wordt onderzocht. Anders gezegd, het universum zou zelfs een donut kunnen zijn, of een spiegelzaal. Laten we eens kijken hoe dit mogelijk is.
De topologie van het universum
Unsplash
Ons kosmologische model is gebaseerd op kwantummechanica en algemene relativiteit, de twee belangrijkste takken van de hedendaagse natuurkunde. Over het algemeen geloven wetenschappers dat het universum een vlakke structuur heeft in termen van materie en energie, maar dit is een aanname die niet alle vragen beantwoordt. Tot op heden weten we niet of het universum oneindig is, of er verbanden zijn tussen de verschillende delen, hoe de structuur werkt, enzovoort. Het in PRL gepubliceerde onderzoek, dat onconventionele of exotische topologieën analyseert, heeft als doel deze vragen te beantwoorden.
Het onderzoek, dat is uitgevoerd door een internationaal team van wetenschappers, is erop gericht bewijs te vinden dat ons universum niet “statistisch isotroop” is, dat wil zeggen dat de fysica uniform is in alle richtingen. Het gaat niet alleen om een beter begrip van het universum, maar ook om de mogelijkheid om verbanden aan te tonen tussen verschillende punten in de ruimte. Met alle gevolgen van dien.
Kosmische achtergrond en microgolven
Imagtek/Wikimedia Commons - CC BY 4.0 DEED
Een van de instrumenten die de onderzoekers hebben onderzocht is de kosmische achtergrondstraling, een elektromagnetische straling die het hele universum doordringt. Na de oerknal was het oeruniversum een dichte, hete soep van uitdijende deeltjes en gassen. De achtergrondstraling is het residu van dit vroege expansieproces, waarin de eerste fotonen zich vrijer konden voortbewegen. Het is een soort restgloed van het begin van ons universum.
Vanuit dit gezichtspunt zou de kosmische achtergrondstraling de signalen van een niet-conventionele vorm kunnen verbergen. Tegenwoordig beschouwen we de topologie van het universum als vlak, waarbij een rechtlijnig pad wegleidt van het startpunt. In feite zouden conventionele topologieën deze bewering teniet kunnen doen, aangezien een gebogen of ringvormig universum deze beperkingen niet zou hebben. Volgens de studie kunnen we bewijs van deze onconventionele topologie vinden in de kosmische achtergrondstraling, aangezien overeenkomstige temperatuurcirkels blijven bestaan. Op dit moment zijn de resultaten echter niet zoals verwacht.
Wat is de vorm van het universum?
TheSymplySpace/Youtube
Het detecteren van temperatuurschommelingen in de achtergrondstraling kan ons helpen de vorm van het heelal te begrijpen. Tot nu toe is de meest waarschijnlijke hypothese die van een plat heelal, maar dit is niet noodzakelijkerwijs het geval: misschien hebben we niet de juiste instrumenten, misschien hebben we in de verkeerde richting gezocht. Daarom kan het onderzoeken van de sporen in de kosmische achtergrondstraling een revolutie teweegbrengen in ons begrip van het heelal.
Misschien leven we wel in een gekromd heelal dat de vorm heeft van een donut of zelfs van een spiegelzaal. Inzicht in de topologie van het heelal kan niet alleen vragen beantwoorden over de structuur van het heelal, maar kan ook onze benadering van ruimteverkenning veranderen. Twee extreem ver verwijderde punten in de ruimte kunnen in feite meer met elkaar verbonden zijn dan we denken. En dus dichterbij.
