Jason Reed/Photodisc/Getty Images

Vragen over de grenzen van het universum duwen de wetenschap op filosofisch en zelfs spiritueel terrein. De ruimtelijke of temporele grenzen van de kosmos vallen buiten directe observatie, dus alle conclusies – wetenschappelijk of anderszins – blijven speculatief. Niettemin biedt de moderne astrofysica weloverwogen hypothesen, gebaseerd op steeds gedetailleerdere waarnemingen, waarbij rigoureuze deductie wordt gecombineerd met fantasierijke gevolgtrekkingen.

TL;DR (te lang; niet gelezen)

Om te kunnen beantwoorden wat er buiten de ruimte ligt, moet eerst de grens van de ‘ruimte’ zelf worden gedefinieerd – een taak die astrofysici al tientallen jaren verbijstert en verschillende concurrerende theorieën heeft voortgebracht. Het universum kan eindeloos zijn, of het kan worden begrensd door een reeds bestaand substraat dat vóór de oerknal bestond. Ondanks de toenemende nauwkeurigheid van waarnemingen ontbreekt het ons nog steeds aan definitief bewijs van enige buitenaardse ruimte.

De oerknal

Edwin Hubble, wiens baanbrekende werk sterrenstelsels buiten de Melkweg ontdekte, mat hun recessiesnelheden en toonde aan dat het universum uitdijt. Door deze uitdijing wiskundig naar achteren te extrapoleren, hebben wetenschappers vastgesteld dat de kosmos ongeveer 13,8 miljard jaar geleden begon – een moment dat nu de oerknal wordt genoemd. Deze gebeurtenis vertegenwoordigt een tijdelijke ondergrens voor het universum. Een studie van Harvard maakt duidelijk dat de oerknal op natuurlijke wijze voortkomt uit Einsteins algemene relativiteitstheorie, die de ruimte zelf beschrijft als dynamisch uitdijend.

Grootte van het heelal

Omdat de oerknal de vroegste tijdsgrens bepaalt, zijn de verst waarneembare objecten ook de oudste:ze bevinden zich op een afstand van grofweg 13,8 miljard lichtjaar. Het vroege heelal was echter een heet, ondoorzichtig plasma dat zichtbaar licht blokkeerde, dus de echte grens ligt voorbij deze zichtbare horizonten. Bovendien versnelt de uitdijing van het heelal, wat betekent dat fotonen uit verre gebieden er langer over doen om ons te bereiken dan ooit werd gedacht. Astrofysicus J.RichardGott en collega's schatten de straal van het waarneembare heelal op ongeveer 45,7 miljard lichtjaar.

Buiten de ruimte

Als we het hebben over de ‘buitenruimte’, bedoelen we alle materie, energie en ruimtetijd buiten de atmosfeer van de aarde – wat astrofysici het universum noemen. Het voorstellen van een externe regio veronderstelt een rand, een concept dat in strijd is met de natuurbehoudswetten:deeltjes zouden op een fysiek consistente manier met deze grens moeten interageren, wat we niet waarnemen. Bijgevolg verwerpen natuurkundigen het idee van een scherpe belachtige rand en beschrijven ze in plaats daarvan de kosmos als een complexe, mogelijk niet-Euclidische kromming die zich om zichzelf heen kan wikkelen of zich oneindig kan uitstrekken.

De andere kant

Als we ons een rand voorstellen, moeten we ons afvragen wat er eventueel aan de andere kant ligt. Wat dat ook mag zijn, het zou vóór de oerknal hebben bestaan, en zou per definitie tot hetzelfde fysieke raamwerk behoren waaruit ons universum is voortgekomen. Als de kosmos geen grenzen heeft, zou deze oneindig kunnen zijn – een idee dat veel wetenschappers uitdaagt omdat een oneindige ruimte elke denkbare configuratie zou bevatten. De waarheid ligt waarschijnlijk ergens tussen deze uitersten, hoewel een definitief antwoord ongrijpbaar blijft.