Een recente kosmologische model combineert twee van de meest excentrieke ideeën uit de hedendaagse natuurkunde om de aard ervan te verklaren donkere materie, de onzichtbare substantie die ongeveer 85 procent van alle materie in het universum uitmaakt. Om het te begrijpen, is het noodzakelijk om verder te kijken dan de Oerknal we kennen en overwegen allemaal twee concepten die elkaar zelden kruisen: cyclische universums en oorspronkelijke zwarte gaten.
Een ander soort multiversum
Er zijn verschillende versies van het ‘multiversum’. Het populairste model – dat van het Marvel Cinematic Universe – stelt dat er net zoveel universums zijn als er mogelijkheden zijn en dat deze versies van de werkelijkheid parallel zijn. De natuurkunde stelt iets soberder en wiskundig consistenter voor: de kosmische stuitering.
In dit model wordt het universum niet geboren uit een singulariteit, maar breidt het uit, trekt het samen en dijt weer uit in een eindeloze cyclus. Elk ‘universum’ is niet parallel, maar opeenvolgend – dat wil zeggen: het ene komt voort uit de as van het vorige.
Is het mogelijk dat iets het einde van zijn universum overleeft en voortduurt in het volgende? Volgens een artikel gepubliceerd in Fysiek onderzoek DJa. Auteur Enrique Gaztanaga, onderzoeksprofessor aan het Instituut voor Ruimtewetenschappen in Barcelona, laat zien dat elke structuur groter dan ongeveer 90 meter de uiteindelijke ineenstorting van een universum zou kunnen doorstaan en de rebound zou kunnen overleven. Deze ‘relikwieën’ zouden niet alleen blijven bestaan, maar zouden ook de vorming kunnen veroorzaken van gigantische, onverklaarde structuren die in de vroege stadia van het huidige universum zijn waargenomen. Bovendien kunnen ze de sleutel zijn tot het begrijpen van donkere materie.
Decennia lang is de dominante verklaring voor donkere materie geweest dat het om een onbekend deeltje of onbekende deeltjes gaat. Maar na jaren van experimenten zonder directe detectie zijn natuurkundigen alternatieven gaan verkennen. Eén van hen stelt dat donkere materie geen exotisch deeltje is, maar een overvloedige populatie van kleine zwarte gaten die we over het hoofd zien.
Het idee is aantrekkelijk, maar er kleeft een ernstig probleem aan. Als deze zwarte gaten de donkere materie willen verklaren, moeten ze bestaan vanaf de vroegste momenten van het universum, lang voordat de eerste sterren konden instorten. Er zijn aanwijzingen dat deze objecten zouden kunnen bestaan, maar een overtuigend fysiek mechanisme om hun oorsprong te verklaren ontbreekt.
Een universum geboren met zwarte gaten
Dit is waar het nieuw voorgestelde model van Gaztanaga uitblinkt. Als kosmisch stuiteren ervoor zorgt dat compacte structuren de ineenstorting van het vorige universum kunnen overleven, dan zou het huidige universum al zijn geboren met reeds bestaande zwarte gaten. Ze zouden niet het gevolg hoeven te zijn van extreme schommelingen of fijn afgestemde inflatieprocessen, maar zouden er eenvoudigweg vanaf het eerste moment aanwezig zijn geweest.
Deze aanname heeft het potentieel om twee raadsels tegelijk op te lossen: de oorsprong van zwarte gaten en de aard van donkere materie. Als dit model klopt, zou donkere materie geen mysterie van het vroege universum zijn, maar eerder een erfenis van een kosmos die dateert van vóór de onze.
“Er moet nog veel werk worden verzet”, zei Gaztanaga, ook onderzoeker aan het Instituut voor Kosmologie en Gravitatie van de Universiteit van Portsmouth, in een artikel voor Het gesprek. “Deze ideeën moeten worden getoetst aan gegevens – van zwaartekrachtgolfachtergronden tot onderzoeken van sterrenstelsels en precisiemetingen van de kosmische microgolfachtergrond.”
“Maar de mogelijkheid is groot”, voegde hij eraan toe. “Het universum is misschien niet één keer begonnen, maar is misschien weer hersteld. En de donkere structuren die vandaag de dag sterrenstelsels vormen, kunnen overblijfselen zijn uit een tijd vóór de oerknal.”
Dit verhaal verscheen oorspronkelijk in BEDRAAD in het Spaans en is vertaald uit het Spaans.
