Blog – De hartslag van het heelal

We vermoeden dat Richard Penrose (zie foto hieronder), één van de befaamdste hedendaagse wetenschappers, niet wakker ligt van het debat over de verhoging van de pensioenleeftijd. Op 6 augustus, twee dagen voor zijn 87ste verjaardag, bood hij bij een sterrenkundig vaktijdschrift zijn zoveelste wetenschappelijke paper ter publicatie aan.

De claim die hij daarin maakt, samen met zijn collega’s Daniel An en Krzysztof Meissner, is bovendien allesbehalve alledaags. In een bepaald type kaarten van het heelal meent het drietal sporen te ontwaren van een voorvader-heelal.

Het begrip voorvader-heelal mag gerust de wenkbrauwen doen fronsen. Volgens het standaardverhaal van de hedendaagse kosmologie ontstond het (eerste en enige) heelal zo’n 13,77 miljard jaar geleden in een gebeurtenis die bekend staat als Oerknal of Big Bang, waarna het heelal onafgebroken is blijven uitdijen (zie schematische voorstelling hieronder). Onze landgenoot Georges Lemaître stond mee aan de wieg van deze theorie. Tijdens de Oerknal ontstonden tevens ruimte en tijd, wat de term enigszins misleidend maakt, aangezien een knal of ontploffing zich voor ons onvermijdelijk moet voordoen in een reeds bestaande ruimte en tijd. De benaming was halfweg vorige eeuw trouwens spottend bedoeld door collega-wetenschappers die het heelal veeleer als iets statisch zagen en voor wie de theorie van een evoluerend heelal te gek voor woorden was.

Maar gaandeweg won de oerknaltheorie met het daarbij horend evoluerend heelal meer wetenschappelijke zieltjes. Het pleit werd tenslotte beslecht in 1992. Toen bracht de satelliet COBE (Cosmic Background Explorer) microgolfstraling in kaart, afkomstig uit alle hoeken en kanten van het heelal. Deze kosmische achtergrondstraling liet zich niet anders interpreteren dan als de nagloed van de Oerknal. De vondst van COBE met de werd meteen met vlag en wimpel de grootste triomf uit de hedendaagse kosmologie.

Toch blijven er nogal wat losse eindjes over in het standaardmodel. Bovendien vergt de gedachte dat tijd en ruimte samen met de Oerknal ontstonden erg veel van het menselijk voorstellingsvermogen. Je kan vanuit louter wetenschappelijk perspectief aanvoeren dat de vraag ‘wat was er dan voor de Oerknal?’ even betekenisloos is als ‘Slapen kleurloze, groene ideeën woedend?’, maar echt bevredigend is zo’n uitspraak niet.

Kosmologen blijven dan ook zoeken naar betere verklaringsmodellen, zonder evenwel het kind met het badwater weg te gooien: de notie van een evoluerend heelal ontstaan vanuit een beginpunt (Oerknal of ‘singulariteit’) is sinds het succes van COBE en de verdere bevestigingen van zijn fijnmazigere opvolgers immers incontournable.

Zoals altijd kunnen we voor het gekste idee bij de kwantumfysici terecht: ons heelal bevindt zich in een onoverzichtelijk multiversum waarin op elk ogenblik een stortvloed aan nieuwe heelallen gecreëerd wordt. Ondanks zijn diameter van 46 miljard lichtjaar, zijn 2000 miljard sterrenstelsels en zijn 1-met-24-nullen sterren is ons heelal minder dan een voetnoot in dit duizelingwekkende en losgeslagen multiversum.

Dan oogt de oplossing van Penrose soberder: het universum kent geen begin of eind, het is een soort altijddurend pulserend systeem waarin telkens weer een heelal dermate is blijven uitdijen dat alle materie verdampt is en er niets anders meer in aan te treffen valt dan zwarte gaten. Die smelten ten lange laatste samen tot één finaal zwart gat dat de singulariteit oplevert voor een volgende Oerknal met de daarbij horende vorming van een fonkelnieuw heelal. Dit nieuw heelal zal uiteindelijk hetzelfde lot beschoren zijn en aanleiding geven tot alweer een volgend heelal. De fase tussen twee opeenvolgende heelallen noemt hij een aeon. Dit cyclisch proces van aeons blijft volgens Penrose eindeloos doorgaan en heeft ook nooit een aanvangsmoment gekend.

Het is precies met dit Conformal Cyclic Cosmology (CCC) model in het achterhoofd dat Penrose en co naar de onderstaande kaart van kosmische achtergrondstraling van het heelal kijken. Bepaalde kleine vlekjes hierin, die bij nader inzien concentrische cirkeltjes blijken te zijn, liggen ten grondslag aan de opwinding die hen momenteel te beurt valt.

Als u zelf niets speciaal voelt bij het bekijken ervan, ligt het vast niet aan u, want ook hun eigen vakgenoten blijven sceptisch. Maar als het trio het bij het rechte eind heeft, stellen de vlekjes Hawking points voor die verwijzen naar een ter ziele gegaan heelal.

De term Hawking points verwijst naar de onlangs overleden Stephen Hawking, een andere coryfee uit de hedendaagse kosmologie. Hij voerde aan dat zwarte gaten een temperatuur hebben die net boven het absolute nulpunt ligt, net genoeg om zoals als ieder voorwerp warmtestraling uit te zenden en als gevolg daarvan ook heel langzaam te verdampen. De vermeende concentrische cirkeltjes zouden dan het overblijfsel zijn van de warmtestraling van een verdampt zwart gat van een vorig heelal. De theorie van Penrose laat alvast toe dat straling uit een vorig aeon de grens met een nieuw aeon oversteekt.

Copernicus ontnam onze planeet zijn centrale positie in het heelal. Darwin ontnam ons zijn bevoorrechte positie in de schepping. Freud degradeerde ons tot een speelbal van het onderbewustzijn. Zadelt Penrose ons met een vierde narcistische kwetsuur op, door zelfs ons heelal te herleiden tot niet meer dan een enkele puls in een eeuwigdurende kosmische hartslag? Meer gedetailleerde gegevens van de achtergrondstraling kunnen in de nabije toekomst alvast een volgende toetssteen opleveren.