Al meer dan een millennium lang debatteren wetenschappers, theologen en nieuwsgierige geesten over een diepgaande vraag:wat bestond er vóór de oerknal? Volgens het heersende Big Bang-model werd het hele universum ongeveer 13,7 miljard jaar geleden samengedrukt tot een singulariteit – een punt kleiner dan een subatomair deeltje (zie Wall, 2011 ). Maar wat buiten dat eerste moment lag, blijft een grens van de moderne natuurkunde.

De eeuwenoude vraag

Zelfs vóór de komst van de hedendaagse kosmologie worstelden denkers met deze kwestie. In de 4e eeuw onderzocht St. Augustinus het concept van een tijd vóór Gods schepping, en concludeerde dat “in het begin” het universum en de tijd gezamenlijk geschapen waren (zie Villanova University, 2018 ). De algemene relativiteitstheorie van Einstein uit 1915 impliceerde dat de tijd zelf ontstond met het uitdijende heelal, wat de Belgische kosmoloog GeorgesLemaître ertoe bracht in 1927 de ‘oeratoom’-hypothese voor te stellen, die later uitgroeide tot de oerknaltheorie (zie Soter &Tyson, 2000 ). De wisselwerking tussen zwaartekracht en tijd blijft vragen oproepen over wat er eventueel aan de singulariteit voorafging.

Is ons universum uit een vorig universum ontstaan?

Sommige moderne kosmologen suggereren dat ons universum een ‘kind’ zou kunnen zijn van een oudere kosmos, een hypothese die mogelijke aanwijzingen vindt in de kosmische microgolfachtergrond (CMB) – de zwakke nagloed van de oerknal, vastgelegd door missies als Planck (zie NASA, 2010 ). Recente CMB-kaarten met hoge resolutie onthullen subtiele anisotropieën, wat onderzoekers als AdrienneErickcek van Caltech ertoe aanzet te veronderstellen dat we mogelijk getuige zijn van de afdruk van een moederuniversum (zie Lintott, 2008 ).

Kosmische microgolfachtergrond

De CMB, ontdekt in 1965, stelde het oerknalmodel voor de eerste uitdagingen, die werden aangepakt door het in 1981 geïntroduceerde inflatieparadigma. De inflatie voorspelt een korte, supersnelle expansie die dichtheidsschommelingen verzacht; de waargenomen ongelijke temperatuurverdeling in de CMB suggereert echter dat er mogelijk meer aan de hand is (zie NASA, 2010 ). Deze asymmetrie voedt de multiversumhypothese, waarin talloze inflatoire ‘bubbels’ verschillende universums genereren – elk een product van chaotische inflatie (zie Jones, 2012 ).

Chaotische inflatietheorie

Chaotische inflatie breidt het idee van een enkele opblazende bel uit tot een oneindige reeks van dergelijke bellen, die elk aanleiding geven tot een universum. De theorie stelt dat kwantumfluctuaties in het inflatonveld een stochastisch landschap van ‘pocket-universums’ genereren, wat mogelijk de waargenomen inhomogeniteiten in onze eigen CMB verklaart (zie Scientific American, 2019 ).

Andere theorieën over het pre-Big Bang-universum

Alternatieve modellen richten zich op het ontstaan van de singulariteit zelf. Zwarte gaten – extreme zwaartekrachtcompressies van materie – worden bijvoorbeeld beschouwd als ‘kosmische afvalverdichters’ die een nieuw universum zouden kunnen zaaien. Het concept van een wit gat, de hypothetische, in de tijd omgekeerde tegenhanger van een zwart gat dat materie uitwerpt, is gebruikt om uit te leggen hoe ons universum uit een zwart gat in een andere kosmos zou kunnen voortkomen (zie Choi, 2010 ). Deze opvatting stelt dat elk zwart gat in ons universum een eigen universum in wording zou kunnen herbergen.

De grote sprong

Historische filosofische tradities, zoals de middeleeuwse Indiase kosmologie, kenden al cyclische modellen van creatie en vernietiging. De hedendaagse natuurkunde heeft dit idee nieuw leven ingeblazen door middel van het Big Bounce-raamwerk, dat de enkelvoudige oorsprong vervangt door een eeuwige opeenvolging van uitzettingen en samentrekkingen. In dit scenario dijt het heelal uit, bereikt een maximale omvang en trekt vervolgens samen onder invloed van de zwaartekracht, totdat een kritische dichtheid een sprong teweegbrengt, waardoor de cyclus opnieuw wordt ingesteld (zie Taylor, 2017 ). The Big Bounce vereist een mechanisme om de door Penrose en Hawking voorspelde singulariteit af te wenden – met name een negatieve energiedichtheid die de zwaartekracht tegengaat (zie Wolchover, 2018 ).

Een universum van mogelijkheden

De moderne kosmologie is een levendig veld waar de algemene relativiteitstheorie, de kwantummechanica en de snaartheorie elkaar kruisen. Donkere energie – een onzichtbare component die ongeveer 68% van het waarneembare universum uitmaakt – drijft de versnelde expansie aan die we vandaag de dag waarnemen (zie Wall, 2011 ). Op dezelfde manier suggereert de snaartheorie dat fundamentele deeltjes eendimensionale trillingen zijn in plaats van puntvormige trillingen, wat een veelbelovende route biedt om de zwaartekracht te verenigen met de kwantumfysica (zie Marquit, 2006 ). Deze raamwerken verleggen gezamenlijk de grenzen van wat we kunnen waarnemen en begrijpen over de kosmos.

De reis gaat verder

Terwijl we steeds dieper in het verleden van het universum duiken – en anticiperen op de toekomst ervan – blijven de vragen rond het antecedent van de oerknal vooroplopen in het wetenschappelijk onderzoek. Elke nieuwe waarneming verfijnt onze modellen, waardoor de zoektocht naar de kosmische oorsprong levend blijft.

Veel meer informatie

Gerelateerde artikelen

Meer geweldige links

• Atkinson, Nancy. "Nadenken over de tijd vóór de oerknal." Universum vandaag. 13 juni 2008. (12 november 2018) https://www.universetoday.com/2008/06/13/thinking-about-time-before-the-big-bang/
• Britt, Robert Roy. "'Brane-Storm' daagt een deel van de oerknaltheorie uit." Space.com. 18 april 2001. (28 april 2010) https://www.space.com/scienceastronomy/astronomy/bigbang_alternative_010413-1.html
• Choi, Charles Q. "Ons universum is geboren in een zwart gat, zegt de theorie." Space.com. 27 april 2010. (12 november 2018) https://www.space.com/8293-universe-born-black-hole-theory.html
• Davies, Paul. "Wat is er gebeurd vóór de oerknal?" Geloofnet. Januari 2001. (12 november 2018) https://www.beliefnet.com/news/science-religion/2001/01/what-happened-before-the-big-bang.aspx
• Davis, Richard H. "Śiva aanbidden in het middeleeuwse India:ritueel in een oscillerend universum." Uitgeverij Ntilal Banarsidass. 2000. (12 november 2018) https://bit.ly/2qJ8cbF
• Jones, Andrew Zimmerman. "Beschrijving en oorsprong van de inflatietheorie." GedachteCo. 3 december 2012. (12 november 2018) https://www.thoughtco.com/what-is-inflation-theory-2698852
• Lintott, Chris. "Hints van 'tijd vóór de oerknal.'" BBC News. 6 juni 2008. (12 november 2018) https://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7440217.stm
• Marquit, Miranda. "De Branen achter de snaartheorie." Physorg.com. 2 oktober 2006. (12 november 2018) https://www.physorg.com/news79009171.html
• Moskowitz, Clara. "Glimp voordat de oerknal mogelijk is." Space.com. 13 januari 2009. (12 november 2018) https://www.space.com/6303-glimpse-big-bang.html
• NASA Universe 101. "Wat is de inflatietheorie?" 16 april 2010. (12 november 2018) https://map.gsfc.nasa.gov/universe/bb_cosmo_infl.html
• NASA Universe 101. "Test van de oerknal:de CMB." 16 april 2010. (12 november 2018) https://map.gsfc.nasa.gov/universe/bb_tests_cmb.html
• Dag, Dennis. "Vóór de oerknal was er... Wat?" New York Times. 22 mei 2001. (12 november 2018) https://www.nytimes.com/2001/05/22/science/before-the-big-bang-there-was-what.html
• "Indringende vraag:wat gebeurde er vóór de oerknal?" 3 augustus 2006. (12 november 2018) https://www.physorg.com/news73844848.html
• Redd, Nola Taylor. "Einsteins theorie van de algemene relativiteitstheorie." Space.com. 7 november 2017. (12 november 2018) https://www.space.com/17661-theory-general-relativity.html
• Soter, Steven en Tyson, Neil deGrasse. "Profiel:Georges Lemaître, vader van de oerknal." Uittreksel uit Cosmic Horizons. Nieuwe pers. 2000. (12 november 2018) https://www.amnh.org/explore/resource-collections/cosmic-horizons/profile-georges-lemaitre-father-of-the-big-bang
• Stephey, M.J. "Wat kwam er vóór de oerknal?" Tijd. 13 augustus 2009. (12 november 2018) https://www.time.com/time/health/article/0,8599,1916055,00.html
• Taylor, Heather. "De Big Bounce Theory:wat is het?" Astronoten. 10 februari 2017. (12 november 2018) https://www.armaghplanet.com/blog/the-big-bounce-theory-what-is-it.html
• Wetenschap dagelijks. "Universum biedt 'eeuwig feest', zegt kosmoloog." 22 februari 2007. (12 november 2018) https://www.sciencedaily.com/releases/2007/02/070221093222.htm
• Dan, Ker. "Elk zwart gat bevat een ander universum?" Nationaal Geografisch. 9 april 2010. (28 april 2010) https://news.nationalgeographic.com/news/2010/04/100409-black-holes-alternate-universe-multiverse-einstein-wormholes/
• Villanova-universiteit. "St. Augustinus en kosmologie." Villanova.edu. (12 november 2018) https://www1.villanova.edu/villanova/artsci/anthro/Previous_Lectures/sustain/AugustineCosmology0.html
• Muur, Mike. "De oerknal:wat is er werkelijk gebeurd bij de geboorte van ons universum?" Space.com. 21 oktober 2011. (12 november 2018) https://www.space.com/13347-big-bang-origins-universe-birth.html
• Wolchover, Natalie. "Hoe het heelal zijn herstel kreeg." Hoeveelheid. 31 januari 2018. (12 november 2018) https://www.quantamagazine.org/big-bounce-models-reignite-big-bang-debate-20180131/