Vorm van het heelal?

Een van de grootste vragen in de kosmologie heeft betrekking op de vorm van het heelal. Het gaat hierbij niet om de verspreiding van sterrenstelsels of de structuur van het kosmische web! Nee, we hebben het over de vorm van ruimte en tijd zelf!

Volgens de wetten van Einstein kunnen ruimte en tijd verbogen worden door de aanwezigheid van een zware massa – dit veroorzaakt zwaartekracht. Verder kan de ruimtetijd ook vervormd worden door donkere energie – dit veroorzaakt de kosmische expansie. Het bepalen van de exacte vorm van de ruimtetijd kan ons vertellen of het heelal eindig of oneindig is, en of het zal blijven uitdijen of ooit weer zal instorten.

Het wordt algemeen aangenomen dat het heelal “plat” is – als je het gemiddelde neemt van alle krommingen als gevolg van zwaartekracht en donkere energie, dan zal dit ongeveer “nul” zijn. Als je twee laserstralen parallel aan elkaar wegschiet, dan blijven deze in een universum dat perfect plat is altijd parallel aan elkaar bewegen. Als het universum NIET plat is, dan gaan de laserstralen vroeg of laat van elkaar afbuigen. Vergelijk het maar met de aarde: deze lijkt plaatselijk plat te zijn, maar als twee mensen (schijnbaar) evenwijdig aan elkaar naar het noorden lopen, dan zullen ze op de noordpool elkaar op hetzelfde punt treffen.

We zien bewijs voor de “platheid” van het universum in de kosmische achtergrondstraling (CMB). De temperatuur van de CMB is behoorlijk uniform. Okee, op bepaalde plaatsen zijn er kleine variaties in de temperatuur, maar deze kun je tegen elkaar wegstrepen – het gemiddelde blijft ongeveer gelijk. Dit is precies wat je zou verwachten als het universum plat is. Als het universum een kromming zou hebben, dan zou dit zichtbaar moeten zijn in de CMB in de vorm van een afwijking in de temperatuur. Met andere woorden: een heel gedeelte van de CMB zou warmer of kouder moeten zijn dan je zou verwachten aan de hand van pure kans en willekeur.

Recent hebben kosmologen echter een afwijking gevonden in de CMB. Hoewel nog niet 100 procent is bewezen dat deze afwijking “echt” is (de kans is 1 procent dat het om een willekeurige variatie gaat), hebben kosmologen allerlei zaken verzonnen om de afwijking te verklaren – bijvoorbeeld dat de afwijking veroorzaakt is door de invloed van een ander heelal. Het is ook mogelijk dat een gekromd universum een verklaring vormt: als het heelal de vorm van een zadel heeft, dan zal dit resulteren in de waargenomen afwijking.