Ruimte

Wonen wij in een zwart gat?

Ons universum bevindt zich wellicht in een zwart gat.

Door Michael Finkel

19 februari 2014

Laten we de klok terugdraaien. Voordat de mens bestond, voordat de aarde gevormd werd, voordat de zon aanging, voordat de sterrenstelsels ontstonden, voordat er licht begon te schijnen, toen was er de Big Bang. Het gebeurde 13,8 miljard jaar geleden.

Maar wat was er daarvoor? Veel natuurkundigen zeggen dat er niks vóór was. De tijd begon pas te lopen, houden ze vol, op het exacte moment van de Big Bang en nadenken over wat er daarvoor was, dat kan niet in de wetenschap. We zullen nooit weten wat de werkelijkheid was vóór de Big Bang, waar het uit bestond, of waarom het ontplofte om ons universum te creëren. Dergelijke concepten gaan het menselijk voorstellingsvermogen te boven.

Maar daar zijn een aantal onconventionele wetenschappers het niet mee eens. Deze natuurkundigen hebben de theorie dat alle massa en energie van het ongeboren universum vlak voor de Big Bang was samengeperst in een ongelofelijk dicht opeengepakt – maar eindig – deeltje. Laten we dit het zaadje van een nieuw universum noemen.

Men denkt dat het zaadje bijna onvoorstelbaar klein moet zijn geweest, mogelijk wel biljoenen keren kleiner dan alle deeltjes die mensen tot nu toe hebben waargenomen. En toch moet het een deeltje geweest zijn dat de productie startte van elk ander deeltje, om nog maar te zwijgen over elk sterrenstelsel, zonnestelsel, planeet en persoon.

Als er nou iets is wat je het God-deeltje zou willen noemen, dan is dit de ideale kandidaat.

Dus, hoe ontstaat een dergelijk deeltje? Een idee waar al jaren over wordt gesproken – vooral door Nikodem Poplawski van de universiteit van New Haven – de mogelijkheid dat het zaadje van ons universum is gevormd in de ultieme oven, de meest extreme omgeving in de hele natuur: in een zwart gat.

Vermenigvuldigende multiversums

Het is misschien goed om te weten, voor we verdergaan, dat vele theoretisch natuurkundigen in de afgelopen tientallen jaren zijn gaan geloven dat ons universum, niet het enige is. In plaats daarvan zouden we een onderdeel kunnen zijn van het multiversum, een uitgestrekte verzameling van universums, elk ervan als zijn eigen stralende bol tegen de nachtelijke hemel.

Hoe, of eerder 'of', het ene universum verbonden is met de anderen, is onderwerp van veel discussie, allemaal speculatief en tot op heden niet te bewijzen. Maar het is een aantrekkelijk idee, waarbij het zaadje van het universum lijkt op het zaadje van een plant. Het is een stukje essentieel materiaal, dicht bij elkaar gedrukt, verstopt in een beschermende schil.

En dat is een exacte beschrijving van wat er ontstaat in een zwart gat. Zwarte gaten zijn de dode lichamen van gigantische sterren. Wanneer een ster opgebrand raakt, dan stort zijn kern in naar binnen toe. De zwaartekracht trekt alles aan met toenemende kracht. Temperaturen lopen op tot 100 miljard graden. Atomen worden fijn gedrukt. Elektronen worden verscheurd.

En de stukjes verder verkreukeld. De ster is op dat moment veranderd in een zwart gat, wat betekent dat de zwaartekracht zo enorm sterk is geworden dat zelfs een straaltje licht niet meer kan ontsnappen. De grens tussen de binnen- en buitenkant van een zwart gat noemt men de waarnemingshorizon. Enorme zwarte gaten zijn ontdekt, soms wel miljoenen keren zwaarder dan onze zon, in het hart van bijna elk sterrenstelsel, inclusief onze eigen Melkweg.

Bodemloze vragen

Als je Einsteins theorie volgt om te bepalen wat er op de bodem van een zwart gat gebeurt, dan kom je uit op een plek die oneindig dicht en oneindig klein is: een hypothetisch concept wat een singulariteit wordt genoemd. Maar oneindigheden komen meestal niet voor in de werkelijkheid. De breuk zit hem in het feit dat Einsteins theorieën, die een heerlijk rekenkundig houvast vormen voor veel zaken in de kosmos, uit elkaar vallen onder enorme krachten, zoals die in een zwart gat – of bij de geboorte van een universum.

Natuurkundigen zoals dr. Poplaswski zeggen dat de materie in een zwart gat een punt bereikt waarop het niet verder samengedrukt kan worden. Dit “zaadje” mag dan onvoorstelbaar klein zijn met het gewicht van miljarden sterren, het is wel écht, anders dan een singulariteit. Het proces van samendrukken stopt, omdat zwarte gaten ronddraaien, volgens dr. Poplawski.

Ze draaien heel snel rond, mogelijk bijna op lichtsnelheid. En de draaiing geeft het samengedrukte zaadje een enorme torsie. Het is niet enkel klein en zwaar; het wordt ook vervormd en samengepakt, zoals een opgedraaide elastiek. Die, als je ze loslaat, enorm kan knallen. Maak daar maar een Big Bang van - of wat dr. Poplawksi liever de “grote vering' noemt.

Het is mogelijk dat een zwart gat, met andere woorden, een doorgang is – eenrichtingsverkeer, zegt dr. Poplawski – tussen twee universums. Dat zou betekenen dat jij (of althans de verscheurde deeltjes die ooit 'jij' waren) in een ander universum verschijnt, als je in het zwarte gat valt in het midden van de Melkweg. Dat universum zit dan niet binnenin het onze, voegt dr. Poplawski toe. Het gat is enkel de connectie, net als een gezamenlijke wortel die twee Espen kan verbinden.

En wat zegt dat over ons, hier in ons eigen universum? We zouden zo maar het product kunnen zijn van een ander, ouder universum. Noem het ons moederuniversum. Het zaadje wat dit moederuniversum smeedde in een zwart gat kan zijn grote vering 13,8 miljard jaar geleden hebben gehad. En ondanks dat ons universum aan het uitdijen is geweest sindsdien, zouden we nog steeds verborgen kunnen zitten achter de waarnemingshorizon van een zwart gat.

Lees meer