Wetenschappers hebben lang geprobeerd de oorsprong van een mysterieus, groot en abnormaal koud deel van de lucht. in 2015, ze kwamen er bijna achter omdat uit een onderzoek bleek dat het een "superholte" was waarin de dichtheid van sterrenstelsels veel lager is dan in de rest van het universum. Echter, andere studies zijn er niet in geslaagd om het resultaat te repliceren.

Nu nieuw onderzoek onder leiding van Durham University, ingediend voor publicatie in de Monthly Notices van de Royal Astronomical Society, suggereert dat de supervoid-theorie geen stand houdt. Intrigerend, dat laat een behoorlijk wilde mogelijkheid open - de koude plek kan het bewijs zijn van een botsing met een parallel universum. Maar voordat je te opgewonden raakt, laten we eens kijken hoe waarschijnlijk dat zou zijn.

De koude plek is te zien op kaarten van de "kosmische microgolfachtergrond" (CMB), dat is de straling die overblijft na de geboorte van het universum. De CMB is als een foto van hoe het universum eruit zag toen het 380 was, 000 jaar oud en had een temperatuur van 3, 000 graden Kelvin. Wat we vinden is dat het erg soepel is met temperatuurafwijkingen van minder dan een deel op 10, 000. Deze afwijkingen kunnen vrij goed worden verklaard door onze modellen van hoe het hete universum evolueerde tot een leeftijd van 380, 000 jaar.

De koude plek is echter moeilijker uit te werken. Het is een gebied aan de hemel met een doorsnede van ongeveer vijf graden dat een op de 18 graden kouder is, 000. Dit is gemakkelijk te verwachten voor sommige gebieden die ongeveer één graad beslaan, maar niet vijf. De CMB zou er op zulke grote schalen veel soepeler uit moeten zien.

De kracht van melkweggegevens

Dus wat veroorzaakte het? Er zijn twee hoofdmogelijkheden. Een daarvan is dat het kan worden veroorzaakt door een supervoid waar het licht doorheen is gereisd. Maar het kan ook een echt koud gebied uit het vroege heelal zijn. De auteurs van het nieuwe onderzoek probeerden erachter te komen door nieuwe gegevens over sterrenstelsels rond de koude plek te vergelijken met gegevens uit een ander deel van de lucht. De nieuwe gegevens zijn verkregen door de Anglo-Australian Telescope, de andere door de GAMA-enquête.

Het GAMA-onderzoek, en andere soortgelijke onderzoeken, neem de "spectra" van duizenden sterrenstelsels. Spectra zijn beelden van licht dat vanuit een melkwegstelsel is vastgelegd en wordt uitgespreid volgens de golflengten. Dit levert een patroon van lijnen op dat wordt uitgezonden door de verschillende elementen in de melkweg. Hoe verder weg de melkweg is, hoe meer de uitdijing van het heelal deze lijnen verschuift om op langere golflengten te verschijnen dan ze op aarde zouden verschijnen. De grootte van deze zogenaamde "roodverschuiving" geeft dus de afstand tot de melkweg. Spectra in combinatie met posities aan de hemel kunnen ons 3D-kaarten van melkwegdistributies opleveren.

Maar de onderzoekers kwamen tot de conclusie dat er gewoon niet genoeg leegte van sterrenstelsels is om de koude plek te verklaren - er was niets bijzonders aan de verdeling van sterrenstelsels voor de koude plek in vergelijking met elders.

Dus als de koude plek niet wordt veroorzaakt door een supervoid, het moet zijn dat er een echt groot koud gebied was waar het CMB-licht vandaan kwam. Maar wat zou dat kunnen zijn? Een van de meer exotische verklaringen is dat er in een zeer vroege fase een botsing tussen universa heeft plaatsgevonden.

Controversiële interpretatie

Het idee dat we in een "multiversum" leven dat bestaat uit een oneindig aantal parallelle universums, wordt al lang als een mogelijkheid beschouwd. Maar natuurkundigen zijn het er nog steeds niet over eens of het een fysieke realiteit zou kunnen vertegenwoordigen of dat het gewoon een wiskundige gril is. Het is een gevolg van belangrijke theorieën zoals kwantummechanica, snaartheorie en inflatie.

De kwantummechanica stelt vreemd genoeg dat elk deeltje in "superpositie" kan bestaan ​​- wat betekent dat het tegelijkertijd in veel verschillende toestanden kan zijn (zoals locaties). Dit klinkt bizar, maar het is waargenomen in laboratoria. Bijvoorbeeld, elektronen kunnen tegelijkertijd door twee spleten reizen - als we niet kijken. Maar zodra we elke spleet observeren om dit gedrag op te vangen, het deeltje kiest er maar één. Dat is waarom, in het beroemde gedachte-experiment "Shroedinger's cat", een dier kan tegelijkertijd levend en dood zijn.

Maar hoe kunnen we leven met zulke vreemde implicaties? Een manier om het te interpreteren is om te accepteren dat alle mogelijkheden waar zijn, maar dat ze in verschillende universa bestaan.

Dus, als er wiskundige ondersteuning is voor het bestaan ​​van parallelle universums, is het zo gek om te denken dat de koude plek een afdruk is van een botsend universum? Werkelijk, het is uiterst onwaarschijnlijk.

Er is geen specifieke reden waarom we nu pas de afdruk zouden zien van een botsend universum. Van wat we weten over hoe het universum tot nu toe is gevormd, het lijkt waarschijnlijk dat het veel groter is dan wat we kunnen waarnemen. Dus zelfs als er parallelle universums zijn en we met een ervan in botsing waren gekomen - op zich onwaarschijnlijk - is de kans dat we het zouden kunnen zien in het deel van het universum dat we toevallig aan de hemel kunnen waarnemen, duizelingwekkend groot klein.

Het artikel merkt ook op dat een koud gebied van deze omvang bij toeval zou kunnen voorkomen binnen ons standaardmodel van kosmologie - met een waarschijnlijkheid van 1%-2%. Hoewel dat het onwaarschijnlijk maakt, te, het is gebaseerd op een model dat goed is getest, dus we kunnen het nog niet uitsluiten. Een andere mogelijke verklaring ligt in de natuurlijke fluctuaties in massadichtheid die aanleiding geven tot de CMB-temperatuurfluctuaties. We weten dat deze op alle schalen bestaan, maar ze hebben de neiging kleiner te worden in de richting van grote schalen, wat betekent dat ze misschien niet in staat zijn om een ​​koude regio zo groot als de koude plek te creëren. Maar dit kan eenvoudigweg betekenen dat we moeten heroverwegen hoe dergelijke fluctuaties ontstaan.

Het lijkt erop dat de koude plek aan de hemel nog een tijdje een mysterie zal blijven. Hoewel veel van de verklaringen die er zijn onwaarschijnlijk lijken, we hoeven ze niet per se af te doen als pure fantasie. En ook al kost het tijd om erachter te komen, we moeten nog steeds genieten van hoe ver de kosmologie de afgelopen 20 jaar is gekomen. Er is nu een gedetailleerde theorie die uitlegt, voor het grootste gedeelte, de glorieuze temperatuurkaarten van de CMB en het kosmische web van sterrenstelsels die zich over miljarden lichtjaren uitstrekken.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.