Het universum had alleen kunnen ontstaan als gevolg van de oerknal, aangezien alle alternatieve scenario's voor de vorming ervan leiden tot de onmiddellijke ineenstorting van het pasgeboren universum en de vernietiging ervan, volgens een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review D.
“Al deze theorieën zijn ontwikkeld om de oorspronkelijke‘ gladde ’structuur van het heelal op het moment van zijn geboorte te verklaren en om de primaire voorwaarden van zijn vorming te‘ tasten ’. We hebben aangetoond dat ze in feite het tegenovergestelde beeld genereren - er ontstaan krachtige verstoringen in die uiteindelijk leiden tot de ineenstorting van het hele systeem ”, schrijft Jean-Luc Lehners van het Institute for Gravitational Physics in Potsdam (Duitsland). en zijn collega's.
De meeste kosmologen geloven dat het heelal werd geboren uit een singulariteit, die snel begon uit te breiden in de eerste ogenblikken na de oerknal. Een andere groep astrofysici gelooft dat de geboorte van ons universum werd voorafgegaan door de dood van zijn "voorloper", wat waarschijnlijk gebeurde tijdens de zogenaamde "Big Rip".
Het belangrijkste probleem van deze theorieën is dat ze onverenigbaar zijn met de relativiteitstheorie - op het moment dat het heelal een dimensieloos punt was, had het een oneindige energiedichtheid en kromming van de ruimte moeten hebben, en zouden er krachtige kwantumfluctuaties in moeten zijn verschenen, wat vanaf het punt onmogelijk is. visie van het geesteskind van Einstein.
Om dit probleem op te lossen, hebben wetenschappers in de afgelopen 30 jaar verschillende alternatieve theorieën ontwikkeld waarin het universum wordt geboren in verschillende, minder extreme omstandigheden. Stephen Hawking en James Hartle suggereerden bijvoorbeeld dertig jaar geleden dat het universum niet alleen een punt was in de ruimte, maar ook in de tijd, en dat tijd, voor ons begrip van het woord, voor zijn geboorte gewoonweg niet bestond. Toen de tijd verscheen, was de ruimte al relatief "plat" en homogeen zodat er een "normaal" universum met "klassieke" natuurkundige wetten kon ontstaan.
De Sovjet-Amerikaanse natuurkundige Alexander Vilenkin gelooft op zijn beurt dat ons universum een soort "bel" van vals vacuüm is in het eeuwige en zich voortdurend uitbreidende gigantische multi-universum, waar dergelijke bellen voortdurend ontstaan als gevolg van kwantumfluctuaties van het vacuüm, letterlijk geboren uit het niets.
Beide theorieën stellen ons in staat om de vraag van het 'begin der tijd' en de onverenigbaarheid van de oerknalcondities met de fysica van Einstein te omzeilen, maar tegelijkertijd werpen ze een nieuwe vraag op: zijn zulke opties voor de uitbreiding van het heelal in staat om het te genereren in de vorm waarin het nu bestaat?
Zoals berekeningen van Leners en zijn collega's laten zien, kunnen dergelijke scenario's voor de geboorte van het heelal in principe niet werken. In de meeste gevallen leiden ze niet tot de geboorte van een "plat" en kalm universum zoals het onze, maar tot het verschijnen van krachtige verstoringen in de structuur, die dergelijke "alternatieve" universums onstabiel zullen maken. Bovendien is de kans op de geboorte van zo'n onstabiel universum veel groter dan zijn stabiele tegenhangers, wat twijfel doet rijzen over de ideeën van Hawking en Vilenkin.
Promotie video:
Dienovereenkomstig kan de oerknal niet worden vermeden - wetenschappers, zoals Lehners en zijn collega's concluderen, zullen een manier moeten vinden om de kwantummechanica en de relativiteitstheorie met elkaar te verzoenen, en ook moeten ze begrijpen hoe kwantumfluctuaties werden onderdrukt bij extreem hoge materiedichtheid en kromming van de ruimte-tijd.
