Het hele universum was samengepakt in een oneindig klein punt, toen explodeerde het, en de hele massa waaruit het universum bestond, werd de ruimte ingestuurd.

Een astrofysicus zou je vertellen dat alles aan die bewering niet klopt.

"Dat is helemaal niet hoe we over de oerknal moeten denken, ", zegt Torsten Bringmann.

Bringmann is hoogleraar en werkt met kosmologie en astrodeeltjesfysica aan de Universiteit van Oslo (UiO).

zijn Raklev, een professor in de theoretische natuurkunde aan de UiO, heeft gemerkt dat veel beschrijvingen een misleidend beeld geven van wat de oerknaltheorie feitelijk stelt.

Raklev en Bringmann nemen ons mee door de meest voorkomende misverstanden.

Warm en dicht

Allereerst, wat betekent "Big Bang" eigenlijk?

"De oerknaltheorie is dat ongeveer 14 miljard jaar geleden het universum zich in een staat bevond die veel warmer en veel dichter was, en dat het uitbreidde. Dat is het, het is niet veel meer dan dat, ' zegt Raklev.

Sindsdien is de ruimte steeds groter geworden en kouder geworden.

Op basis van de theorie, wetenschappers hebben een duidelijker overzicht gekregen van de geschiedenis van het heelal, zoals toen elementaire deeltjes werden gevormd en wanneer atomen, sterren en sterrenstelsels gevormd.

Ze hebben een goed idee van wat er gebeurde toen het universum ongeveer 10^-32 seconden oud was. Dat is 0.0000000000000000000000000000000001 seconden, volgens een artikel geschreven door astrofysicus Jostein Riiser Kristiansen.

Nu over naar de mythen.

1. "Het was een explosie."

De oerknal-uitdrukking zelf laat het klinken alsof het een explosie was, zegt Are Raklev. Maar dat is eigenlijk niet zo'n nauwkeurige beschrijving. U zult snel ontdekken waarom.

In het begin van de jaren twintig, wiskundige Alexander Friedmann ontdekte dat Einsteins algemene relativiteitstheorie voorziet in een uitdijend heelal. De Belgische priester Georges Lemaître kwam tot dezelfde conclusie.

Kort daarna, Edwin Hubble toonde aan dat sterrenstelsels in feite uit elkaar bewegen.

De sterrenstelsels bewegen van ons weg. Het licht van hen is roodverschoven, wat betekent dat de golven langer zijn geworden en naar het rode einde van het lichtspectrum zijn verschoven. Niet alleen dat, sterrenstelsels verdwijnen steeds sneller van ons.

op een dag, bijna alle sterrenstelsels die we momenteel met telescopen kunnen waarnemen, zullen uit het zicht zijn. Uiteindelijk zullen de sterren uitgaan en zullen waarnemers uitkijken naar een eeuwig donkere en eenzame hemel.

Gelukkig, dat is een extreem lange weg.

We kunnen het verhaal ook andersom spelen. De sterrenstelsels bewegen uit elkaar en zijn al eerder dichterbij geweest.

"Als je het hele waarneembare universum neemt en helemaal terugspoelt, alles past in een zeer, heel klein gebied, ' zegt Raklev.

Dan komen we bij het punt in de tijd van de oerknal. Wat is er gebeurd?

Het is gemakkelijk om te denken dat de oerknal een explosie was, waarin stoffen werden weggegooid, als stukken hout die wegvliegen nadat een handgranaat afgaat.

"Maar als het gaat om de oerknal, het is niet de substantie die naar buiten reist, ' zegt Raklev.

"Het universum zelf breidt zich uit, de ruimte zelf breidt zich uit."

Een explosie waarbij de massa in alle richtingen explodeert is geen nauwkeurig beeld van de oerknal.

2. "Het universum breidt zich uit naar iets."

Het zijn dus niet de sterrenstelsels die uit elkaar bewegen, maar ruimte die zich uitbreidt.

We kunnen het zien als een bal deeg met rozijnen. Het deeg staat voor ruimte en de rozijnen zijn de sterrenstelsels. Laat het deeg rijzen, en de rozijnen komen verder uit elkaar te liggen, zonder daadwerkelijk te zijn verhuisd.

Bringmann gebruikt als voorbeeld het oppervlak van een ballon. Teken stippen op de niet-opgeblazen ballon en zie hoe de afstand tussen de punten toeneemt naarmate deze wordt opgeblazen.

"Tegelijkertijd, het is waar dat sterrenstelsels ook bewegen als gevolg van wederzijdse aantrekkingskracht - dat is een bijkomend effect, ' zegt Raklev.

Een paar sterrenstelsels verschuiven blauw, wat betekent dat ze naar ons toe bewegen. Dit geldt voor sommige nabijgelegen sterrenstelsels. Maar over grote afstanden dit effect wordt overschaduwd door de wet van Hubble-Lemaître, die aangeeft hoe snel sterrenstelsels zich verplaatsen in verhouding tot de afstand. In feite, de afstand neemt sneller toe dan het licht tussen punten die extreem ver uit elkaar liggen.

Een bal deeg in de oven zet uit binnen de bestaande ruimte in de oven. Hoe zit het met het universum? Wat is er buiten?

Het heelal breidt zich nergens naar uit. Wetenschappers geloven niet dat het universum een ​​voorsprong heeft.

Dat wat we het waarneembare heelal noemen, is een luchtbel om ons heen met een diameter van 93 miljard lichtjaar. Hoe verder weg iets is waar we naar kijken, hoe verder terug in de tijd we zien. We kunnen niets verder weg waarnemen of meten dan de afstand die het licht sinds de oerknal heeft weten af ​​te leggen.

Sinds het heelal uitdijt, het waarneembare heelal is contra-intuïtief groter dan 14 miljard lichtjaar.

Maar wetenschappers berekenen dat het universum buiten onze bubbel veel, veel groter dan dat, misschien oneindig.

Het universum kan "plat zijn, " lijkt het. Dat zou betekenen dat twee lichtstralen parallel zouden blijven en elkaar nooit zouden ontmoeten. Als je zou proberen naar het einde van het universum te reizen, je zou het nooit bereiken. Het universum gaat oneindig door.

Als het heelal een positieve kromming heeft, het zou in theorie eindig kunnen zijn. Maar dan zou het een soort vreemde bol zijn. Als je naar het "einde" zou reizen, zou je op dezelfde plaats eindigen als waar je begon, welke richting je ook op ging. Het is een beetje alsof je de wereld rond kunt reizen en terugkomt waar je begon.

In elk geval, het heelal kan uitdijen zonder ergens in te moeten uitdijen.

Een oneindig universum dat groter wordt, is nog steeds oneindig. Een "bolvormig universum" heeft geen rand.

3. "De oerknal had een centrum."

Als we ons de oerknal voorstellen als een explosie, het is gemakkelijk om te denken dat het naar buiten explodeerde, vanuit een centrum. Zo werken explosies.

Maar dat was bij de oerknal niet het geval. Bijna alle sterrenstelsels bewegen van ons weg, in alle richtingen. Het lijkt alsof de aarde het middelpunt was van het begin van het heelal. Maar dat was het niet.

Alle andere waarnemers zouden hetzelfde zien vanuit hun eigen melkwegstelsel, Bringmann legt het uit.

Het heelal breidt zich overal tegelijk uit. De oerknal vond niet op een bepaalde plaats plaats.

"Het gebeurde overal, ' zegt Raklev.

4. "Het hele universum was verzameld in een klein puntje."

Het is waar dat ons hele waarneembare heelal aan het begin van de oerknal ongelooflijk dicht bij elkaar zat in heel weinig ruimte.

Maar hoe kan het universum oneindig zijn, en tegelijkertijd zo klein zijn geweest?

Je zou kunnen lezen dat het heelal eerst kleiner was dan een atoom en daarna zo groot als een voetbal. Maar die analogie suggereert dat de ruimte in het begin grenzen had, en een rand.

"Er is niets dat zegt dat het universum niet al oneindig was bij de oerknal, ' zegt Raklev.

"Het was gewoon kleiner in de zin dat wat toen een meter was, is nu uitgebreid tot enorme afstanden van vele miljarden lichtjaren."

Als je het hebt over hoe groot het universum op bepaalde tijden was, het verwijst naar ons waarneembare heelal.

"Het hele waarneembare universum komt uit een heel klein gebied dat je een punt kunt noemen. Maar het punt ernaast is ook uitgebreid, en ook het volgende punt. Het is alleen zo ver weg van ons dat we het niet kunnen observeren, ' zegt Raklev.

5. "Het universum was oneindig klein, heet en dik."

Misschien heb je gehoord dat het universum begon als een singulariteit. Of dat het oneindig klein was, heet enzovoort. Dat is misschien waar, maar veel natuurkundigen denken niet dat het een juist begrip is.

Singulariteiten zijn een uitdrukking voor wiskunde die uiteenvalt en niet kan worden beschreven met gewone natuurkunde, volgens kosmoloog Steen H. Hansen.

Bringmann vat samen wat dit allemaal betekent als het gaat om de oerknal.

"Het universum van vandaag is een beetje groter dan het gisteren was. En het is nog een beetje groter dan het een miljoen jaar geleden was. De Big Bang-theorie houdt in dat je dit terug in de tijd extrapoleert. Dan heb je daar een theorie voor nodig:en dat is de algemene relativiteitstheorie."

"Als ik helemaal terug extrapoleer, het heelal wordt kleiner en kleiner, het wordt dichter en dichter, en warmer en warmer. Eindelijk kom je op een punt waar het heel klein is, echt heet en dik. Dat is eigenlijk de Big Bang-theorie:dat het heelal in zo'n toestand is begonnen. Daar moet je echt stoppen, ’, zegt Bringmann.

Als je de algemene relativiteitstheorie helemaal terugdraait, bereik je een punt van oneindig hoge dichtheid en warmte, waar de grootte nul is.

"Dat is pure wiskundige extrapolatie die verder gaat dan wat de theorie eigenlijk toestaat, ' Zegt Bringmann.

"Je komt dan op een punt waar de energiedichtheid en temperaturen zo hoog zijn dat we geen fysieke theorieën meer hebben om ze te beschrijven."

Hij zegt dat natuurkundigen een andere theorie nodig hebben. En er zijn mensen die precies dat onderzoeken.

"Wat hebben we nodig om zo'n extreme toestand te beschrijven? Daar betreden we een gebied waar je een theorie nodig hebt die zwaartekracht en kwantumtheorie combineert. Niemand heeft het nog kunnen formuleren. De verwachting is juist dat een kwantumzwaartekracht theorie niet zou leiden tot de conclusie dat alles teruggaat naar één punt, ' Zegt Bringmann.

Dus wat gebeurde er op dit moment, het vroegste punt in de geschiedenis van het heelal, is nog steeds voor ons verborgen, althans tot nu toe.