Kan je Cosmic Inflation gebruiken om een schatting te maken van de grootte van het universum?

Question

Als je kijkt naar het CMB zie dat de temperatuur van het zichtbare universum ongelooflijk uniform verdeeld is. Vanuit een Big Bang (was geen explosie) zou je dit anders verwachten. Een van de "oplossingen" hiervoor is dat door Cosmic Inflation het een en ander uitgevlakt is, de verschillen zijn kleiner geworden. Anders gezegd, wat wij zien, het zichtbare universum, is slechts een klein stukje van het totale universum (wat we al weten). De vraag die hierbij dan op komt, is hoe groot het totale universum dan is.

Met een simulatie zou je eventueel kunnen kijken hoe klein het stukje universum minimaal moet zijn om een mooi "uitgevlakt" uniform stukje universum te krijgen (temeer omdat we geen kromming observeren). Aan de hand van de uitvergroting en dat we weten dat het zichtbare universum ca 92 miljard lichtjaar in doorsnee is, zou een bepaling gedaan kunnen worden voor een schatting van de totale grootte. Zou dit idee werken of is dat al reeds gedaan?

Een analogie is wellicht handig. We weten dat de aarde rond is omdat we dat zien. Maar als we met z'n allen op 1 mm2 zouden zitten, zou het wellicht minder duidelijk zijn (de zon blijf je natuurlijk waardoor je ook een schatting kan maken). Maar veel andere hints zou je verliezen omdat de aarde zoveel groter is dan die mm2. Als je ergens een mate van uitvergroting zou kunnen bepalen, zou je ook kunnen bepalen hoe groot de aarde (minimaal) moet zijn omdat je alles vlak ziet zijn (geen kromming).

WimNobel · Accepted Answer

De kosmische inflatietheorie is inderdaad een mogelijke oplossing voor het horizonprobleem (dat het heelal er in alle richtingen ongeveer hetzelfde uitziet) en voor het vlakheidsprobleem (dat de dichtheid gelijk lijkt te zijn aan de kritische dichtheid, waardoor geen kromming optreedt).
Dat laatste suggereert dat het heelal zeer veel groter is dat het deel dat we kunnen overzien (d.w.z. waarvandaan binnen de leeftijd van het heelal licht ons kan bereiken). Of het werkelijk vlak is of toch een klein beetje gekromd, dat kunnen we daaruit niet concluderen. En ook niet of het eindig of oneindig is.
Ook volgt het een niet uit het ander. Het heelal kan best vlak zijn maar toch niet oneindig. Of oneindig maar negatief gekromd.
Met een berekening (niet zozeer een simulatie) kun je laten zien dat als het heelal gekromd is dat het dan minstens honderd keer zo groot moet zijn als het zichtbare heelal. Anders zou je namelijk de effecten van die kromming zien in de CMB. Dat is bijvoorbeeld berekend door Max Tegmark. Maar dat is dus een ondergrens. Het kan nog steeds oneindig zijn of, zoals Tegmark ook laat zien, 10^(10^23) keer zo groot als het zichtbare heelal. Op zo&#x27;n afstand zou je kunnen verwachten dat identieke structuren zoals mensen of planeten zich gaan herhalen. Kopieën van onszelf dus.
Andere theoretici beweren weer dat het heelal niet oneindig groot kan zijn omdat oneindig een menselijke constructie is en niet bestaat in de natuur. Maar dat is meer een filosofisch argument en kan niet uit de inflatie of uit metingen van de CMB geconcludeerd worden.
Je analogie klopt dus. Dit wordt vaak voorgesteld als mieren op de aarde. Op grond van je waarneming kunnen de mieren concluderen dat de aarde minimaal een bepaalde afmeting moet hebben. Evenzo kunnen wij een ondergrens voor de afmeting van het heelal berekenen. Maar geen bovengrens en zelfs niet of het eindig of oneindig is.

Bron: Max Tegmark, Our mathematical universe ISBN 978-0-241-95463-8

Kan je Cosmic Inflation gebruiken om een schatting te maken van de grootte van het universum?

Het beste antwoord

Bekijk alle vragen in deze categorieën: