schilderij de afbeelding

Als u uw eigen privé theoretisch model van het universum wilt bouwen, ga uw gang. Niemand zal je ooit tegenhouden om je eigen kosmologie te maken. Maar als je het spel van het universum wilt spelen, moet je volgens de regels spelen. Dat betekent dat het niet uitmaakt wat je model van de kosmos bevat, je moet confronteren met wat koud, hard observationeel bewijs.,we weten bijvoorbeeld dat we in een uitdijend universum leven, waarin sterrenstelsels en sterren met een steeds toenemende snelheid van ons wegvliegen. Wetenschappers kunnen dat zien door verschillende soorten technieken te gebruiken om te berekenen hoe snel sterrenstelsels op verschillende afstanden van ons weg bewegen. We hebben ook foto ‘ s van het baby-universum, toen het nog maar 380.000 jaar oud was (en ik bedoel echt “baby”, want het universum is momenteel 13,8 miljard jaar oud).,

binnen dat babybeeld zien we interessante patronen — kleine vlekjes en vlekjes die het bestaan van lichte temperatuur-en drukverschillen in dat jonge universum onthullen.

We zijn in staat om al deze observaties (en meer) uit te leggen met wat de oerknal kosmologie wordt genoemd, plus een extra idee dat bekend staat als inflatie, een proces waarvan we denken dat het gebeurde toen het universum minder dan een seconde oud was., Tijdens dat proces (dat zelf duurde voor de kleinste splinter van een seconde), werd het universum veel, veel groter, nam kwantumverschillen en maakte ze groter in het proces. Die verschillen groeiden uiteindelijk, omdat iets dichtere plekken een iets sterkere zwaartekracht hadden, waardoor ze groter werden. Na verloop van tijd werden die verschillen groot genoeg om zichzelf in te drukken als vlekken in de babyfoto van het universum (en miljarden jaren later, dingen zoals sterren en sterrenstelsels, maar dat is een apart verhaal).,

koning van het vroege universum

moe van de Big Bang Theorie en wil je je eigen versie van kosmologie? Dat is prima, maar je moet dingen uitleggen zoals de uitdijing van het universum en de vlekken in de babyfoto van de kosmos. Met andere woorden, je moet het universum beter uitleggen dan inflatie.

Dit lijkt makkelijk, maar dat is het niet., De druk, dichtheid en temperatuurverschillen in de vroege jaren van het universum hebben vele alternatieve kosmologieën bedorven, waaronder een van de meest populaire let ‘ s-go-bigger-than-the-big-bang ideeën, bekend als (are you ready for this), Ekpyrotisch universum. Het woord ekpyrotisch komt uit het Grieks voor woord voor “brand”, dat verwijst naar een oude filosofische idee van een voortdurend herhalend universum.

in het Ekpyrotisch scenario herhaalt het universum zich voortdurend., In dat perspectief bevinden we ons momenteel in een “bang” fase, die uiteindelijk (op de een of andere manier) zal vertragen, stoppen, omkeren, en weer zal crunchen tot ongelooflijk hoge temperaturen en druk. Dan zal het universum (op de een of andere manier) terugstuit en opnieuw ontbranden in een nieuwe big bang-fase.

het probleem is dat het moeilijk is om de vlekken en vlekken te repliceren in de babyfoto van het universum in een Ekpyrotisch universum., Wanneer we proberen om wat vage fysica samen te stellen om de crunch-bounce-bang cyclus te verklaren (en ik benadruk “vaag” hier, omdat deze processen energieën en schalen omvatten die we niet eens in de buurt komen van het begrijpen met bekende fysica), komt alles er gewoon te … glad uit. Geen hobbels. Niet wiebelen. Geen vlekken. Geen verschillen in temperatuur, druk of dichtheid.

en dat betekent niet alleen dat de theorieën niet overeenkomen met waarnemingen van het vroege universum. Het betekent dat deze kosmologieën niet leiden tot een universum gevuld met sterrenstelsels, sterren of zelfs mensen.,

dus dat is een beetje jammer.

gerelateerd: Hoe zal het universum eindigen?

de S-brane spaart de dag

De naam van het spel in de afgelopen jaren van Ekpyrotische theorieën is om te proberen dezelfde waarnemingen als inflatie doet overeenkomen. In de laatste poging om deze hindernis te overwinnen en Ekpyrotische kosmologieën op zijn minst enigszins respectabel te maken, een team van onderzoekers roepen niemand minder dan de S-brane.

rechts. S-branes. Dus je hebt gehoord van snaartheorie, toch?, Dat is het universum van de fundamentele fysica waar elk deeltje eigenlijk een kleine, vibrerende snaar is. Maar een paar jaar geleden realiseerden theoretici zich dat de snaren niet eendimensionaal hoeven te zijn. En de naam die ze geven aan een multidimensionale snaar? Een brane.

wat betreft het deel “S”? De meeste branes in de snaartheorie kunnen vrij door ruimte en tijd zwerven, maar de hypothetische S-brane kan slechts in één moment in de tijd bestaan, onder zeer speciale omstandigheden.,

in dit nieuwe Ekpyrotische scenario, toen het heelal op zijn kleinst mogelijke en dichtste configuratie was, verscheen een S-braan, die de heruitzetting teweegbracht van een kosmos gevuld met materie en straling (een oerknal) en met kleine variaties in temperatuur en druk (wat aanleiding gaf tot de bekende vlekken in de babyfoto ‘ s van het heelal). Dat is wat drie natuurkundigen voorstellen in een nieuw artikel gepubliceerd online in juli aan de preprint server arXiv, wat betekent dat de paper nog peer-reviewed moet worden.

Is dit idee juist? Wie weet., De snaartheorie bevindt zich onlangs op dun theoretisch ijs, omdat experimenten zoals die bij de Large Hadron Collider geen aanwijzingen hebben gevonden voor een theorie die bekend staat als supersymmetrie, wat een kritische onderbouwing is van de snaartheorie . En het concept van s-branen is zelf een controversieel idee binnen de snaartheoriegemeenschap, omdat het niet precies bekend is of branen slechts in één moment in de tijd zouden mogen bestaan.,

er is ook het feit dat niet alleen het universum zoals wij het kennen uitdijt, maar het versnelt in zijn expansie, zonder enig teken dat het snel vertraagt (laat staan instort). Uitzoeken wat ervoor kan zorgen dat het op de rem gaat en de koers omdraait, dan is lastig.

toch zijn Ekpyrotische (en andere) ideeën de moeite waard om te verkennen, omdat de vroegste momenten van het universum enkele van de meest raadselachtige en uitdagende vragen aan de moderne natuurkunde bieden.

Paul M., Sutter is astrofysicus bij SUNY Stony Brook en het Flatiron Institute, host van Ask a Spaceman en Space Radio, en auteur van Your Place in The Universe.

oorspronkelijk gepubliceerd in Live Science.