Het eindeloos uitdijende en inkrimpende heelal heeft geen oerknal (=begin) nodig, maar die theorie kan niet kloppen, stellen twee kosmologen
Naast de vraag hoe het leven begonnen is de vraag naar het ontstaan van het heelal wat mij betreffende de intrigerendste vraag waar wetenschappers nog geen begin van een antwoord op hebben. Sommige kosmologen stellen een cyclisch krimpende en uitdijende heelal voor om een oneindig universum te krijgen zonder begin en eind, maar de nieuwste modellen van deze theorie lijken niet te kloppen. En de Oerknal dan, of is dat een vraag van een domme leek? Helemaal niet.
Kosmos, universum of heelal zouden volgens de Wikipedia drie termen zijn voor alle energie en materie in het ruimtetijdcontinuüm. Wie ben ik om die omschrijving te bestrijden? Het universum zou geen begin en geen eind hebben (en hoe zit het dan met de Oerknal?; as) en cycli kennen van inkrimping en uitdijing zonder begin en eind, stellen mensen voor die daarvoor gestudeerd hebben. Het aardige is dat je met dit idee af bent van een begin, het ontstaan van het heelal.
Will Kinney en Nina Stein van de universiteit van Buffalo dat er op zijn minst een voorbeeld is waarbij dat idee van de ‘botsende’ (eigenlijk ‘ademende’) heelallen niet kan kloppen. In de laatste versie van die theorie is een probleem met entropie (mate van chaos, zou je kunnen zeggen; as) verholpen. Die oplossing zou echter een nieuw probleem hebben opgeworpen volgens de onderzoekers of eigenlijk een oud probleem doen terugkeren. Cyclische heelallen zouden een begin moeten hebben, dus niks geen begin, geen eind.
Kinney: “Het idee van botsende universa berust op het idee dat het universum oneindig is in het verleden, maar we hebben aangetoond dat deze modellen niet werken. In dit nieuwe model moet het universum een begin hebben, zelfs als het cyclisch functioneert.”
Er zijn volgens Stein vele redenen om nieuwsgierig te zijn naar het vroege heelal, maar de mens heeft dan ook meteen de vraag: Wat was er daarvoor? “In allerlei culturen en geschiedenissen vertellen mensen verhalen over de schepping, over ‘In den beginne’. We willen altijd weten waar we vandaan komen.”
Kinney heeft een boek geschreven over de oneindigheid van de werelden, waarin hij vertelt over de kosmische inflatie. Dat is de periode vlak na de Oerknal en past dus in de Oerknalverklaring voor ons heelal. Vooralsnog is dat de algemeen aangehangen theorie over het heelal, maar die geeft geen verklaring over wat er daarvoor was en heeft het ook niet over de omstandigheden van wat de singulariteit (simpel gezegd: een oneindig klein volume met een oneindig grote massa; as) heet waaruit het heelal zou zijn ontstaan.
Onhoudbaar
Een werkelijk cyclisch universum zou die problemen omzeilen. Dan heb je geen begin nodig, maar dat stelt je (of eigenlijk de kosmoloog) weer voor nieuwe problemen. Kinney: “Het is al bijna honderd jaar bekend dat cyclische modellen niet werken omdat de wanorde, of entropie, dan in de tijd toeneemt en dus elke cyclus anders is dan de vorige en dus niet echt cyclisch is. In een nieuw voorstel wordt dat probleem opgelost door te stellen dat het heelal elke cyclus een stuk uitdijt waardoor de entropie afneemt. Je rekt alles op om van kosmische structuren als zwarte gaten af te komen waardoor het universum terugkeert naar zijn oorspronkelijke homogene staat voor de volgende cyclus begint.”
Om een lang verhaal kort te maken: daardoor creëer je een situatie waarin het heelal een begin moet hebben. Kinney: “Wij hebben aangetoond dat in het algemeen elk cyclisch model dat entropie verwijdert door uit te dijen een begin moet hebben.” Er moet, vinden de onderzoekers, een tijd geweest zijn er niks was, ook geen tijd en zitten we dus nog steeds met de vraag: Wat was er daarvoor?
Kinney moet toegeven dat hun bezwaren niet opgaan voor een cyclisch model dat is voorgesteld door Roger Penrose. Die stelt dat het heelal bij elke cyclus eindeloos uitdijt. “Daar werken we aan”, zegt Kinney. Overigens blijf ik steeds met een andere vraag zitten: als het heelal uitdijt en inkrimpt, waarin gebeurt dat dan?