Het universum bestond al vóór de oerknal, zo beweert een onderzoek
ESA
Niet iedereen gelooft dat het universum met de oerknal is ontstaan. Voor sommigen waren er zelfs twee oerknallen, terwijl voor anderen het universum heen en weer beweegt tussen fases van uitdijing en inkrimping zonder te worden gereduceerd tot singulariteiten. Dit is ongetwijfeld een fascinerend perspectief, hoewel moeilijk te bewijzen, dat een ander beeld oplevert vergeleken met de meest wijdverspreide theorie van vandaag. Toch hebben sommige onderzoekers recentelijk bewijs gevonden van geheim leven in het universum vóór de oerknal, dat verband houdt met zwarte gaten en donkere materie. Laten we eens kijken waar het over gaat.
Zijn zwarte gaten en donkere materie hetzelfde?
Donkere materie is lange tijd het onderwerp geweest van diepgaande studies: we weten dat het bestaat, maar we kunnen het op geen enkele manier “zien”, behalve via enkele van de effecten ervan op de omringende materie. In feite zendt, absorbeert of reflecteert donkere materie geen elektromagnetische straling, maar heeft toch wel effecten op de zwaartekracht en de rotatiesnelheid van sterrenstelsels. Het is daarom een soort materie die we alleen kunnen bestuderen via de effecten ervan, op een manier die sterk lijkt op wat er gebeurt met zwarte gaten.
En juist deze principiële overeenkomst is niet onopgemerkt gebleven: een recente studie gepubliceerd in de Journal of Cosmology and Astroparticle Physics heeft de hypothese naar voren gebracht dat donkere materie zou kunnen worden gevormd door primordiale zwarte gaten. Maar wanneer zouden deze zwarte gaten zich hebben gevormd? Voor onderzoekers bestaat er geen twijfel: vóór de oerknal.
Van de Big Bounce tot (primordiale) zwarte gaten
EHT Collaboration/Wikimedia Commons - CC BY 4.0
Vanaf hier keren we terug naar de kosmologische theorie die we in de inleiding noemden, omdat de associatie tussen oorspronkelijke zwarte gaten en donkere materie het bewijs zou kunnen vormen van de Big Bounce. Volgens deze theorie was het ontstaan van het heelal daarom niet een singulariteit gevolgd door een fase van snelle uitdijing, in een proces dat we kennen als de oerknal, maar een oscillerend patroon van uitdijingen en inkrimpingen.
Volgens onderzoekers kromp het heelal ruim 13 miljard jaar geleden tot een oneindig kleine omvang voordat het weer uitdijde, wat leidde tot een toename van de dichtheid van de materie, wat op zijn beurt bijdroeg aan de vorming van oorspronkelijke zwarte gaten. We hebben het over hemellichamen die de massa van een asteroïde hebben en een oneindig kleine diameter, maar toch groot genoeg zodat Hawkingstraling ze niet volledig wegvaagt. Zeker niet in 13 miljard jaar. Maar wat betekent dit allemaal voor het universum, voor de natuurkunde en voor donkere materie?
Aan de oorsprong van het universum?
Het aantonen dat donkere materie uit vele kleine oorspronkelijke zwarte gaten bestaat, zou een impuls kunnen geven aan de studie van dit overheersende component van het universum. Aan de andere kant zouden we kunnen stoppen met het zoeken naar deeltjes die alleen via de zwaartekracht met materie interactie hebben, en op zoek kunnen gaan naar kleine zwarte gaten verspreid over het universum: sommige doen al iets soortgelijks. En dit is niet het enige gevolg: volgens de onderzoekers komen de eigenschappen van een oscillerend universum zoals geschetst overeen met de kromming van de ruimte en de kosmische achtergrondstraling in zijn vroege stadia. Maar zo eenvoudig is het niet.
Om hun theorie te testen zal het internationale team dat aan het onderzoek heeft gewerkt zwaartekrachtgolven moeten detecteren die zijn gevormd in de vorige fase van samentrekking van het universum. Tot op heden is het onmogelijk om dit te doen, tenminste met de instrumenten die momenteel beschikbaar zijn, maar wie weet in de toekomst. Misschien kunnen de Laser Interferometer Space Antenna, of LISA, en de Einstein Telescope ons al een antwoord op deze vraag geven. En een revolutie teweegbrengen in alles wat we wisten over de oorsprong van het universum.
