kosmologie

Zijn we vijf miljard jaar geleden getroffen door een ander heelal?

14 reacties / Universum, Visionaire vragen, Wetenschap / Door / 11 september 2011

Een mysterieuze invloed laat het heelal steeds sneller uitzetten. Ook, is na grondige statistische analyse gebleken, blijkt die uitzetting in sommige richtingen sneller te verlopen dan in andere richtingen. Van het mooie, symmetrische heelal dat kosmologische theorieën ons voorspiegelen, blijft nu onze waarnemingstechnieken steeds beter worden, steeds minder over. Wat is hiervan de verklaring?

Het heelal heeft volgens de nieuwste theorieën wel wat weg van een dessertglas. Na de snelle uitzetting in het prille begin nam de uitzetting weer af, om nu weer te versnellen.
Het heelal heeft volgens de nieuwste theorieën wel wat weg van een dessertglas. Na de snelle uitzetting in het prille begin nam de uitzetting weer af, om nu weer te versnellen.

De geschiedenis van het heelal, in een notendop
Eerst was er niets, en toen iets. Over wat er de allereerste fracties van seconden gebeurde, verschillen de meningen nog enorm. De mainstream denkt dat het heelal extreem snel uitzette en dat het vacuüm explodeerde in materie en energie: inflatie. Beter bekend is wat er daarna gebeurde. Het heelal zette snel uit en daarbij nam de temperatuur af. Er vormde zich iets meer materie dan antimaterie. Dit restje materie overleefde de onvermijdelijke annihilatie van materie en antimaterie. De rest is nu kosmische achtergrondstraling, sterk verdund door de enorme uitzetting van het heelal. Vierhonderdduizend jaar na de Big Bang werd de energiedichtheid laag genoeg om de vorming van atomen mogelijk te maken. Het heelal was vanaf die tijd doorzichtig; voor die tijd vingen de vrije elektronen voortdurend lichtdeeltjes op en verstrooiden ze.

Toen, om nog onbekende reden, vormden zich reusachtige zwarte gaten die een draaikolk van gas om zich heen verzamelden – de eerste melkwegstelsels. Daarin vormden zich de eerste sterren. Het heelal is dan 100 miljoen jaar oud. De oudste stelsels waren dwergstelsels met misschien een honderdste van de massa van ons melkwegstelsel. De zwaartekracht remde de uitzetting van het heelal steeds meer af. Gedurende bijna acht miljard jaren bleef dit in grote lijnen zo doorgaan.

Donkere energie sloeg vijf miljard jaar geleden toe
Toen, vijf miljard jaar geleden, iets voor de tijd dat zich de aarde en de rest van het zonnestelsel vormde, gebeurde er iets heel vreemds. Het heelal begon om onbekende reden weer versneld uit te zetten. Het gevolg is onder meer dat de stervorming stokt. Ons melkwegstelsel is aan het afsterven, omdat er steeds minder gas uit de snel ijler wordende intergalactische ruimte binnenstroomt voor nieuwe stervorming. Bij gebrek aan een betere term noemen kosmologen dit verschijnsel donkere energie. Men is er nog niet uit of het wordt veroorzaakt doordat de constante lambda in Einsteins vergelijking niet nul is, of omdat er een ijl energieveld, quintessence, actief is[1]. Het pleit lijkt richting quintessence of een andere niet-uniforme oorzaak te verschuiven, omdat er onregelmatigheden zijn aangetroffen. De uitzetting gaat namelijk in sommige richtingen sneller dan in andere.  Samengevat: we hebben dus iets te maken dat asymmetrisch is in de ruimte en in de tijd. Op de een of andere manier lijken we ons bijna (maar niet helemaal) in het midden van een zich snel uitzettende plek te bevinden.

Dergelijke plekken zijn er meer. Waarnemingen aan de kosmische achtergrondstraling wijzen uit dat er zeer grote  ‘hetere’ en ‘koelere’ plekken zijn, verspreid over het heelal. Deze plekken zijn door sommige kosmologen gekoppeld aan een controversieel idee: andere heelallen hebben toen ze zich uitzetten mogelijk het onze geraakt. Wat als dit met ons deel van het heelal gebeurd is? De snelle uitzetting heeft ook positieve kanten. Nu de gastoevoer sterk is verminderd, worden er ook veel minder zware sterren gevormd, die exploderen als supernova en een dodelijke gammaflits afgeven. Zou het leven zich kunnen hebben ontwikkelen doordat het melkwegstelsel zich in haar nadagen bevindt?

Bronnen
1. Paul Steinhardt, A quintessential introduction to dark energy, Royal Society, 2003

Supernova's type 1a ontstaan omdat een (uitgebrande) witte dwergster gas van een nog niet uitgebrande begeleider-ster opslokt tot de kritische massa wordt overschreden. Deze ontploffing heeft een precies bekende hoeveelheid grootte. Daardoor kan je aan de lichtintensiteit en de roodverschuiving precies bepalen hoever het melkwegstelsel waar de supernova in voorkomt, van ons afstaat.

Bevestigd: kosmologisch principe klopt niet; Universum niet volmaakt rond

4 reacties / Universum, Wetenschap / Door / 7 september 2011

Een van de fundamenten van de moderne astrofysica is het kosmologische principe: het denkbeeld dat waarnemers op aarde ongeveer hetzelfde op grote schaal waarnemen als waarnemers op andere plekken in het universum. Inderdaad zijn er veel waarnemingen die dit idee ondersteunen Zo ziet het heelal er min of meer hetzelfde uit in alle richtingen, hoe we ook kijken. Maar misschien keken we helemaal niet goed, althans: stelden we niet de juiste vragen, blijkt nu.

Supernova's type 1a ontstaan omdat een (uitgebrande) witte dwergster gas van een nog niet uitgebrande begeleider-ster opslokt tot de kritische massa wordt overschreden. Deze ontploffing heeft een precies bekende hoeveelheid grootte. Daardoor kan je aan de lichtintensiteit en de roodverschuiving precies bepalen hoever het melkwegstelsel waar de supernova in voorkomt, van ons afstaat.
Supernova's type 1a ontstaan omdat een (uitgebrande) witte dwergster gas van een nog niet uitgebrande begeleider-ster opslokt tot de kritische massa wordt overschreden. Deze ontploffing heeft een precies bekende hoeveelheid grootte. Daardoor kan je aan de lichtintensiteit en de roodverschuiving precies bepalen hoever het melkwegstelsel waar de supernova in voorkomt, van ons afstaat.

Supernova als kosmische meetkaars
De laatste jaren, nu er meer en scherpere waarnemingen binnenkomen dan ooit tevoren, komen er scheurtjes in dit beeld. Al eerder schreven we we over.  Sommige kosmologen wijzen op het gedrag van type 1a supernova’s, ontploffende witte dwergsterren (wat weer witgloeiende, uitgebrande resten van sterren zijn, zo groot als de aarde maar met de massa van een ster).

Bij nova’s lekt er een kleinere hoeveelheid waterstofgas van een buurster op een witte dwerg, tot de kritische waarde bereikt is voor kernfusie van helium en er een enorme explosie komt: de heliumflits, die de nova oplevert. Bij een supernova type 1a ontploft niet alleen de gasschil, maar de complete witte dwergster in een allesverwoestende thermonucleaire ontploffing, een waterstofbom zo groot als een kleine ster. Vergeet niet: alles wat lichter is dan ijzer kan nog fuseren en een witte dwergster bestaat uit zuurstof en magnesium. En dat gebeurt dan ook als de grens overschreden wordt. In een paar seconden. Geloof me, dan wil je echt op heel veilige afstand zitten, honderden lichtjaren tenminste. Of je moet kicken op bruine smog en regens van salpeterzuur. Deze ontploffingen zijn zo fel dat de complete ster verdampt. Gedurende enige tijd wordt de complete melkweg waar ze deel van uitmaken overstraald en zijn dus erg bruikbaar om afstandsbepalingen te doen. Gelukkig zijn deze ontploffingen nu heel zeldzaam, maar miljarden jaren geleden kwamen ze veel vaker voor.

Heelal zet onregelmatig uit
Deze verre explosies lijken niet alleen van ons af te bewegen, maar zelfs steeds sneller van elkaar af te bewegen. Het opvallende is dat deze versnelling niet in alle richtingen gelijk is, maar in sommige richtingen veel sneller gaat dan in andere. Van ons beeld van een mooi symmetrisch heelal blijft dus steeds minder over. Maar klopt de statistische analyse wel? Al eerder is bij heel veel wetenschappelijke takken van sport gebleken dat bij een grotere steekproef ‘significante’ effecten als sneeuw voor de zon verdwijnen. Denk aan het Higgsdeeltje waar steeds sporen van op zouden duiken waar achteraf niets van blijkt te kloppen. Daarom hebben Rong-Gen Cai en Zhong-Liang Tuo van het Key Laboratory of Frontiers in Theoretical Physics van de Chinese Academy of Sciences in Beijing de data van 557 supernovae door het hele universum heronderzocht en de getallen door een programma gehaald.

Nu eindelijk hard bewijs
Deze keer klopt de statistiek wel. Er is inderdaad een eenduidig resultaat. Het heelal blijkt in een bepaalde richting veel meer uit te zetten dan in andere richtingen. De uitzetting in het snelst richting in het sterrenbeeld Vulpecula (Vos) op het noordelijk halfrond. Dit komt overeen met andere analyses, waaruit al eerder bleek dat het heelal een voorkeursas heeft in de kosmische achtergrondstraling. Als het heelal in een bepaalde richting meer uitzet, zal het in die richting ‘koeler’ lijken. Kortom: het kosmologisch principe, en daarmee heel wat kosmologische  theorietjes over een symmetrisch heelal en een scalair uitzettingsveld kunnen nu op de schroothoop of moeten drastisch herzien worden.

En er komt een spannende uitdaging te liggen. Waarom heeft het Universum een uitzettingsas en hoe modelleren we dat? Een pittige klus. Wat zijn jullie ideeën?

Bronnen:
Rong-Gen Cai en Zhong-Liang Tuo, Direction Dependence Of The Acceleration In Type Ia Supernovae, ArXiv (2011)

ULIRG's zijn melkwegstelsels waarin veel stervorming plaatsvindt. Nu zijn ze veel zeldzamer dan miljarden jaren geleden. Donkere energie is vermoedelijk de oorzaak.

‘Melkweg ten dode opgeschreven door donkere energie’

11 reacties / Universum, Wetenschap / Door / 28 augustus 2011

Het heelal produceert steeds minder sterren en nu is duidelijk bekend waarom: melkwegstelsels raken hun gas steeds meer kwijt. Ook de vermoedelijke boosdoener is ontmaskerd.

Stervormingsbrandstof
Robert Braun en zijn collega’s van de Australische CSIRO Astronomy and Space Science gebruikten de Mopra radiotelescoop van het instituut in Zuid-Australië om ver weg gelegen melkwegstelsels te bestuderen en deze te vergelijken met nabijgelegen stelsels. Als je naar melkwegstelsels op miljarden lichtjaren afstand kijkt, kijk je als het ware in het verleden. Door deze verre melkwegstelsels te bestuderen kunnen we dus een indruk krijgen hoe ons eigen melkwegstelsel er miljarden jaren geleden uit heeft gezien.

Een opvallende ontdekking: melkwegstelsels van vijf miljard jaar geleden bevatten veel meer moleculair waterstofgas dan vergelijkbare melkwegstelsels in het universum nu, ontdekten de onderzoekers. Sterren vormen zich uit wolken moleculaire waterstof, dat is waterstof waar de atomen paren vormen. Er zijn ook wolken atomaire waterstof waar dat niet het geval is. Hoe minder moleculaire waterstof, hoe minder sterren zich kunnen vormen.

ULIRG's zijn melkwegstelsels waarin veel stervorming plaatsvindt. Nu zijn ze veel zeldzamer dan miljarden jaren geleden. Donkere energie is vermoedelijk de oorzaak.
ULIRG's zijn melkwegstelsels waarin veel stervorming plaatsvindt. Nu zijn ze veel zeldzamer dan miljarden jaren geleden. Donkere energie is vermoedelijk de oorzaak.

Stervorming consumeert alle gas
Astronomen weten al sinds 1995 dat de snelheid van stervorming het hoogste was toen het heelal slechts enkele miljarden jaren oud was en sindsdien sterk is afgenomen. “Ons resultaat laat zien waarom het licht uit gaat, ” aldus Dr Braun. “Stervorming heeft het grootste deel van het beschikbare moleculaire waterstofgas opgebruikt.” Nadat sterren zich vormen, stoten ze gas af gedurende de verschillende stadia die ze doorlopen of bijkvoorbeeld als ze aan het eind van hun leven ontploffen, de welbekende supernova. Al deze processen laten gas terugkeren in de ruimte, waardoor zich weer nieuwe sterren kunnen vormen. Ook ons zonnestelsel bestaat uit dergelijk “tweedehands” gas. Het meeste van het oorspronkelijke gas blijft echter opgesloten in dingen als witte dwergen, neutronensterren en planeten, aldus Braun.

Donkere energie: de intergalactische moordenaar
Het gevolg is dat het moeculaire gas wordt opgebruikt in de loop van de tijd. De afname in hoeveelheid moleculair gas is gelijk aan de afname in de snelheid van stervorming, of zelfs sneller. De uiteindelijke hoofdoorzaak is dat de snelheid waarmee melkwegstelsels worden “bijgevoed” met gas uit de intergalactische ruimte steeds kleiner wordt. Ongeveer tweederde van al het gas in het heelal bevindt zich niet in melkwegstelsels, maar in de lege ruimte daartussen. Het overige gas is betrokken bij stervorming in melkwegstelsels.

Opvallend is dat precies op het moment dat donkere energie steeds sterker begon te worden, de snelheid van stervorming sterk afnam. Tot die tijd was zwaartekracht de overheersende invloed. Het gevolg was dat melkwegstelsels door hun zwaartekrachtswerking grote hoeveelheden gas opslokten. Toen donkere energie het overnam, ongeveer rond de tijd dat de aarde ontstond, werd dit effect veel sterker en begon het universum sneller en sneller uit te zetten. Dit maakte het voor melkwegstelsels steeds moeilijker aan gas te komen om toekomstige generaties van sterren te kunnen vormen, veronderstelt Braun. Wie weet is de zon nog net op tijd ontstaan.

Gebruikte waarnemingstechniek
De melkwegstelsels die als studiemateriaal gebruikt worden voor de Mopra studie zijn ULIRG’s, voluit ultra-luminous infra-red galaxies. Er is van dit type melkwegstelsels namelijk bekend dat ze grote voorraden gas hebben. Omdat ze zo helder zijn, is er al een volledige telling uitgevoerd in het deel van het universum dat de onderzoekers bestudeerden. Hun z-waarde, de roodverschuiving, varieerde tussen de 0,2 tot 0,5. Dit komt overeen met een terugblik van drie tot vijf miljard jaar oud.

Moleculair waterstof is erg lastig direct waar te nemen. Deze studie maakt gebruik van de straling die koolmonoxide (CO) afgeeft om een indruk te krijgen van hoeveel moleculair waterstof er is. Uniek aan deze studie is dat alle bestudeerde melkwegstelsels met de zelfde methode werden bestudeerd (waarnemen van de straling van de CO(1-0) overgang). Er kon hierdoor dezelfde “transitielijn” worden bestudeerd. Elk energetisch proces waarbij atomen of moleculen betrokken zijn heeft een karakteristieke golflengte, die je waar kan nemen als een band in het spectrum, de ‘regenboog’ van elektromagnetische straling die bijvoorbeeld een ster of melkwegstelsel uitzendt.

Bron:
Galaxies are running out of gas: study

De kans dat een korte termijn gok achteraf klopt is groter dan je volgens de kansberekening zou verwachten.

Goed nieuws: tijd stopt toch niet

9 reacties / Filosofie, Universum, Wetenschap / Door / 11 augustus 2011

Alles begon met dit gedachtenexperiment. In een achterkamertje in een casino krijg je een zuivere munt om op te gooien. Je krijgt niet de gelegenheid om te zien wat de uitkomst is, want op het moment dat de munt neerkomt, val je in een diepe slaap. Heb je kop gegooid, dan duurt de slaap een minuut. Heb je munt gegooid, dan duurt de slaap een uur. Als je wakker wordt heb je geen idee hoe lang je geslapen hebt. Je moet gokken: heb je kop of munt gegooid. Wat is de beste strategie? Volgens een groep kosmologen: wedden op kop. Immers, we leven waarschijnlijk in een multiversum, een bijna oneindige verzameling heelallen naast elkaar…

Multiversum begunstigt gok op korte slaap
Hun redenatie komt ongeveer hier op neer. Stel dat we in een multiversum leven dat zich continu vertakt in verschillende mogelijkheden. Verschillende delen van de ruimte zetten voortdurend uit tot verschillende

De kans dat een korte termijn gok achteraf klopt is groter dan je volgens de kansberekening zou verwachten.
De kans dat een korte termijn gok achteraf klopt is groter dan je volgens de kansberekening zou verwachten.

heelallen, dus ons zichtbare universum is maar een klein eilandje in een exponentieel groeiend multiversum. In een oneindig multiversum zal alles wat kan gebeuren uiteindelijk ook gebeuren – een versie van de wet van Murphy. Een oneindig aantal keren zelfs. Alleen is het erg lastig rekenen met oneindigheden. Zo is het aantal even gehele getallen  groter dan nul, even groot als het totale aantal gehele getallen (kardinaalgetal alef nul).

Dus besloten fysici de guillotine, dat andere beroemde product van de Verlichting, van stal te halen. In een gedachtenexperiment hakken ze de tijdlijn van het multiversum op een gegeven moment door en nemen dan een steekproef. Tellen is, immers onmogelijk in een oneindige verzameling. Als deze – op zich logische – techniek wordt gebruikt om het casino-experiment te analyseren, gebeurt er iets vreemds. Als de tijd stil wordt gezet, snijdt de doorsnede door de slaapperiode van de gokkers. Echter: de vijftig procent van de gokkers die ‘munt’ hebben gegooid, hebben een veel grotere kans slapend aangetroffen te worden dan de ‘kop’ gokkers. Met andere woorden: ‘kop’ gokkers hebben een veel grotere kans om te winnen dan ‘munt’ gokkers. Als je wakker wordt, heb je extra informatie: de tijd is niet opgehouden te bestaan. Daarom verandert de oorspronkelijke 50/50 kans als je wakker wordt. Het is dus waarschijnlijker dat je maar een minuut sliep dan een uur. Kop wint.

Tijd blijft bestaan
Het idee dat tijd moet eindigen om alle waarschijnlijkheden een kans te geven te blijven bestaan heeft kosmologen Alan Guth en Vitaly Vanchurin danig gekweld. Ze hebben nu een uitweg gevonden. Met goed nieuws: de tijd blijft bestaan in het multiversum. De essentie van hun argument: je hebt geen extra informatie nodig om te begrijpen waarom de kans op kop groter is dan vijftig procent. In een multiversum dat exponentieel groeit, zijn er altijd meer jonge dan oude universa. Als je wakker wordt, ben je of in een afgeslitst universum waarin een minuut voorbij is gegaan of een uur. De kans is altijd groter dat je in een universum van een minuut ouder leeft, aldus Guth. Hij zou daarom altijd op het jongere universum wedden. Collega-kosmoloog Bousso is nog steeds niet overtuigd. Volgens hem is  het Einde der Tijden de gemakkelijkste verklaring.

Zit er geen redeneerfout in de theorie van beide heren, dan is er een vrij effectieve manier om uit te vinden of we inderdaad in een dergelijk voortdurend splitsend multiversum leven. Herhaal dit experiment duizend maal en stel vast of er een bias optreedt. Kan eindelijk de multiversum-theorie op de proef worden gesteld, door domweg tegelijkertijd heel vaak een munt op te gooien in combinatie met een slaappil?

Bronnen
Alan H. Guth en Vitaly Vanchurin, Eternal Inflation, Global Time Cutoff Measures, and a Probability Paradox, Arxiv (2011)

Zouden de 'koude' en 'warme'plekken in de kosmische achtergrondstraling de overblijfselen zijn van een botsing met een ander heelal?

Zijn er heelallen naast dat van ons?

6 reacties / Universum, Wetenschap / Door / 4 augustus 2011

Zijn er heelallen naast dit heelal? Volgens sommige kosmologische theorieën zijn er meer heelallen dan alleen dat van ons, en merken we de gevolgen als een ander heelal bij het uitzetten ‘botst’ met het onze. Geloof het of niet, maar deze theorie wordt nu voor het eerst experimenteel onderzocht.

Zouden de 'koude' en 'warme'plekken in de kosmische achtergrondstraling de overblijfselen zijn van een botsing met een ander heelal?
Zouden de 'koude' en 'warme'plekken in de kosmische achtergrondstraling de overblijfselen zijn van een botsing met een ander heelal?

Ons heelal heeft volgens de gangbare kosmologische modellen veel weg van een vierdimensionale ‘bol’ – een hypersfeer. Wij leven op het grensvlak van deze voortdurend uitzettende hypersfeer. Dit grensvlak is een driedimensionale ruimte, de ruimte die we om ons heen zien. Dieper in de bol ligt ons verleden, tot het centrum bereikt is – de Big Bang.
Volgens veel kosmologische modellen is onze hypersfeer niet de enige. Er zijn ook andere heelallen, met mogelijk natuurwetten die iets of zelfs radicaal afwijken van die van ons.

Als twee uitzettende hypersferen elkaar raken, zien de bewoners van elke hypersfeer een ringvormige verstoring. In werkelijkheid is deze ring uiteraard een bol: het grens’vlak’ waar een andere hyperbol zich in onze hyperbol boort, maar we nemen die waar als een schijf, zoals we ook de maan of een planeet als een schijf waarnemen.

Kortom: er is een eenvoudige manier om uit te vinden of ons heelal frontaal botst met een ander heelal. Als er gigantische ringvormige structuren in de kosmische achtergrondstraling worden waargenomen, veel groter dan door de bekende astronomische processen kan worden verklaard, weten we dat dit de gevolgen zijn van de botsing. Dit is precies wat  samenwerkende teams kosmologen nu aan het doen zijn. Tot nu toe was dat onmogelijk – er bestonden geen wiskundige algoritmen om de data van de kosmische achtergrondstraling efficiënt uit te kammen op ringvormige structuren. Ook moet van gevonden patronen worden vastgesteld of deze toevallig tot stand zijn gekomen of echt het gevolg zijn van een botsing.

Het team deed een simulatie van hoe de kosmische achtergrondstraling er uit zou zien zonder en met botsingen met andere heelallen. Ook ontwikkelden ze een baanbrekend nieuw algoritme – wiskundige manier om iets aan te pakken – waarmee is te bepalen welk scenario het beste overeenkomt met de werkelijk waargenomen  kosmische achtergrondstraling.

Ze zijn overigens niet de eersten die op jacht gingen naar enorme ringvormige structuren. Wiskundige grootheid Roger Penrose ging hen met kosmoloog Gurzadyan voor[2].

Lees ook: ‘Veel-werelden-kwantuminterpretatie betekent multiversum’

Bronnen
1. Hiranya V. Peiris et al., First Observational Tests of Eternal Inflation: Analysis Methods and WMAP 7-Year Results, Arxiv.org (2011)
2. V. G. Gurzadyan en R. Penrose, Concentric circles in WMAP data may provide evidence of violent pre-Big-Bang activity, Arxiv.org (2011)
3. First observational test of the multiverse, Physorg.com (2011)

Waarom is het heelal überhaupt ontstaan? Op deze vraag is nog steeds geen antwoord, al zijn er vermoedens.

Waarom bestaat het heelal?

48 reacties / Universum, Wetenschap / Door / 29 juli 2011

Het is de grootste vraag van allemaal. Waarom bestaat het heelal? Ongeveer 13,7 miljard jaar geleden bestond er geen heelal. Alles wat we nu kennen was in die tijd samengeperst in een punt. Vanaf dat punt ontstonden ruimte en tijd spontaan uit het niets. Wat zette dit proces in gang?

Ontstaan van het heelal onlogisch
Het is al moeilijk voorstelbaar dat het heelal ontstond uit het Niets. Een nog grotere vraag is: wat moeten we ons voorstellen bij dit Niets? Alle redelijk zinnige vragen vanuit wetenschappelijk oogpunt. Per slot van rekening is ons heelal een monument van onwaarschijnlijkheid. Hoe kan uit het niets iets ontstaan met een extreem lage entropie, zoals ons heelal? Natuurkundig gezien is dat absurd. De onwaarschijnlijkst voorstelbare gebeurtenis.
Het Niets is ook de hoogst entropische toestand denkbaar. Hoe je het Niets ook manipuleert, het blijft Niets.

Symmetriebreking heel natuurlijk

Waarom is het heelal überhaupt ontstaan? Op deze vraag is nog steeds geen antwoord, al zijn er vermoedens.
Waarom is het heelal überhaupt ontstaan? Op deze vraag is nog steeds geen antwoord, al zijn er vermoedens.

Behalve entropie speelt echter ook symmetrie een rol. Naar nu blijkt, verstoort de natuur graag symmetrie. Symmetriebreking is een geliefd onderwerp in de meest succesvolle modellen van kosmische evolutie en de natuurkrachten. Bij heel hoge energie smelten bijvoorbeeld de elektromagnetische kracht en de zwakke kracht samen tot één kracht: de elektrozwakke kracht. Het Niets is de meest symmetrische toestand denkbaar. Je kan het op alle mogelijke manieren omkeren en verplaatsen, maar het blijft nog steeds Niets.

De conclusie is daarom volgens sommige natuurkundigen onontkoombaar. Dat er iets bestaat – wat dan ook – is natuurlijker dan dat er niets bestaat. En inderdaad voorspelt kwantummechanica dat er niet iets is als absolute leegte. De leegte heeft een volmaakte zekerheid. Veel te zeker voor de kwantummechanica, die voorspelt dat er in een dergelijke leegte voortdurend deeltjesparen verschijnen en verdwijnen. We zijn in dat opzicht niets anders dan een tijdelijk boertje van de kwantumzee.

Voor de Big Bang
Kan een dergelijk effect de oorsprong van het heelal verklaren? Dat is heel plausibel, aldus astronoom Wilczek. Er is geen barrière tussen het Niets en een rijk universum vol materie, aldus hem. De Big Bang was domweg het Niets, dat deed wat het van nature doet.  Maar wat gebeurde er dan vóór de Big Bang? En hoe lang duurde deze fase? Een probleem: de tijd begon met de Big Bang. En er is nog een meer verbijsterende mogelijkheid. Misschien kan het Niets domweg niet bestaan.

Heelal heeft netto energieinhoud nul
De redenering gaat ongeveer als volgt. Kwantumonzekerheid staat toe dat tijd en energie worden uitgewisseld, dus iets dat een lange tijd bestaat moet heel weinig energie hebben. Dus iets dat vele miljarden jaren bestaat zoals ons heelal moet een zeer lage energie hebben, ongeveer gelijk aan nul. In feite wordt de positieve energie van de materie en straling van het heelal gecompenseerd door de negatieve energie in het totale zwaartekrachtsveld van het heelal.  Het hele heelal samen heeft dus een energie-inhoud van nul. Met andere woorden: het hele heelal kostte, energetisch gesproken, netto niets. Ongelofelijk, maar waar.

Dit lost nog een ander vervelend probleem op: de wet van behoud van energie. Energie kan niet ontstaan of verdwijnen uit het niets. Als er netto echter nul energie overblijft, verdwijnt het probleem. Een universum dat simpelweg uit het Niets tevoorschijn springt, is niet alleen mogelijk, maar zelfs waarschijnlijk. Met andere woorden: iets is niets, stelt kosmoloog Guth. Maar hebben begrippen als energie, kwantumonzekerheid en tijd wel betekenis buiten dit heelal? De vragen blijven.

Lees ook: Leven we in een wiskundig stelsel?

Bestond het vorige heelal uit antimaterie?

‘Vorig universum bestond uit antimaterie’

6 reacties / Universum, Wetenschap / Door / 20 juli 2011

Als materie en antimaterie elkaar afstoten, kan de snelle omzetting van materie in antimaterie in een superzwaar zwart gat er precies uitzien als een Big Bang. Verklaart deze bizarre theorie de raadselachtige inflatie?

Big Crunch
Stel, op een gegeven moment houdt het universum op met uitzetten en begint weer in zichzelf  te storten. Kortom: het Big Crunch scenario. Daar lijkt het overigens niet erg op, het heelal zet juist steeds sneller en sneller uit.  Uiteindelijk wordt het heelal dan een superzwaar zwart gat. De extreme massa van het zwarte gat produceert een extreem sterk zwaartekrachtsveld. Door een zwaartekrachtsversie van het zogeheten Schwinger mechanisme, conmverteert dit zwaartekrachtsveld virtuele deeltjes-antideeltjesparen in echte deeltjesparen. Als het zwarte gat gemaakt is van materie (of juist antimaterie) kan het vol geweld  in een fractie van een seconde, onafzienbare hoeveelheden antideeltjes (resp. deeltjes) uitstoten. De uitbarsting zou veel weg hebben van een Big Bang.

Wat is het Schwinger mechanisme?
Het Schwinger mechanisme,  ontdekt door de vooraanstaande fysicus Julian Schwinger, komt er op neer dat door een extreem sterk elektrisch veld, het vacuüm uiteen wordt getrokken in deeltjes en antideeltjes. Materie uit het “niets” dus. Deze deeltjes hebben onderling een omgekeerde lading, zodat de paren uit elkaar worden getrokken voor de deeltjes elkaar kunnen vernietigen. Het veld valt dus uiteen in een vloedgolf van deeltjes. De deeltjes worden met een vaste snelheid geproduceerd, alleen afhankelijk van de veldsterkte. Check deze Powerpoint presentatie voor meer info. Schwingers artikel is meer dan vijfduizend maal geciteerd.  Desondanks is het Schwinger effect pas onlangs in een experiment aangetoond [1].

 

Big Bang door antimaterie-afstoting?

Bestond het vorige heelal uit antimaterie?
Bestond het vorige heelal uit antimaterie?

De Montenegrijnse natuurkundige Dragan Slavkov Hajdukovic die nu aan het CERN in het Zwitserse Genève werkt,  benadrukt dat hij geen idee heeft of die scenario inderdaad 13,7 miljard jaar geleden plaats heeft gevonden – de vermoedelijke geboortedag van het heelal. In een recent artikel in Astrophysics and Space Science[1], beschreef hij een mechanisme dat materie in antimaterie kan omzetten (en andersom). Het gevolg is een cyclisch universum dat beurtelings wordt beheerst door materie of antimaterie. Het ineenstorten van een materie-gedomineerd universum leidt tot een antimaterie-gedomineerd heelal enzovoort.

Hij denkt dat extreme zwaartekracht dezelfde effecten kan hebben als een extreem sterk elektromagnetisch veld, dus ook deeltjes uit het niets tevoorschijn kan toveren. Hierbij gaat hij overigens voorbij aan het feit dat zwaartekrachtsenergie negatief is. Er is nog een discutabel punt: hij gaat er vanuit dat materie en antimaterie elkaar afstoten. Deze afstoting kan ontstaan uit zwaartekracht (antimaterie zou dan antizwaartekracht uitoefenen) of een niet-zwaartekrachtsgerelateerde oorsprong hebben. Hajducovic denkt aan een afstoting tussen materie en antimaterie die alleen op zeer korte afstand werkt.

Zodra het zwarte gat zich gevormd heeft (d.w.z. op het moment dat er een waarnemingshorizon is ontstaan) zou het gravitationele Schwinger-effect een enorme explosie van materie veroorzaken die het zwarte gat uitstroomt. Dat zou dus op dit punt het karakter hebben van een wit gat. Het gevolg: in de praktijk wordt zo materie in een fractie van een seconde omgezet in antimaterie (of andersom). Hajducovic berekende dat er een onvoorstelbare 10128 kg omgezet kan worden, verschillende ordes van grootte meer dan de totale massa in het universum. Dat ook in een extreem korte tijd: korter dan de door veel theoretici als fundamenteel beschouwde Plancktijd.

Dit scenario heeft twee implicaties. Ten eerste wordt het universum nooit kleiner dan een paar kilometer. De afmeting van het universum na de kosmische inflatie, nu net het meest problematische deel van de kosmologie. Ook geeft dit scenario een  simpele verklaring voor het verschil tussen materie en antimaterie. Er is nu een overmaat aan materie omdat er in het vorige universum een overmaat aan antimaterie was. Net zoals het volgende universum uit antimaterie zal bestaan.

Donkere energie en donkere materie niet meer nodig

Hajducovic wijst erop dat het belangrijk is alternatieven voor de bestaande theorieën te onderzoeken. Zo verklaart het gevierde Standaardmodel en Einsteins algemene relativiteitstheorie donkere materie en donkere energie niet. Samen vormen deze meer dan 95% van het universum. Ook is er volgens hem geen simpel mechanisme dat inflatie verklaart. Hier ben ik het overigens niet mee eens. Kortom: meer hypotheses dan beproefde theorieën. Erg onbevredigend. Hajducovic’s theorie doet daarentegen geen beroep op exotische natuurkunde (afgezien dan van het gravitationele Schwinger-effect, wat me persoonlijk erg onwaarschijnlijk lijkt omdat er deeltjes uit negatieve energie ontstaan, en de al even intuïtief moeilijk verdedigbare zwaartekrachtsafstoting tussen materie en antimaterie. Immers, de energie waar materie en antimaterie uit ontstaan, oefent een positieve zwaartekracht uit. Wel is het uiteraard in theorie mogelijk dat er een ander afstotingseffect bestaat, zoiets als het Pauliverbod (al is ook dat nogal vergezocht).

Hajducovic gaat verder: zo denkt hij dat zwaartekracht leidt tot kwantumpolarisatie van het vacuüm en daardoor tot donkere materie. [3] Hij claimt een opmerkelijke overeenkomst tussen gemeten donkere materie en de voorspellingen van zijn theorie.

Theorie getest

Hij denkt ook dat het mogelijk is om een van zijn uitgangspunten, dat antimaterie wordt afgestoten door zwaartekracht, te toetsen in een experiment. Precies dat gebeurt nu iop het CERN waar hij nu werkt. Het AEGIS-experiment stelt vast of antiwaterstof opstijgt of juist daalt onder invloed van de aardse zwaartekracht. Een andere test komt van de  Ice Cube Neutrino Telescope op Antarctica, die antineutrino’s van de reusachtige zwarte gaten in het centrum van de Melkweg en dat van onze buur, het Andromedastelsel.Een ding is in ieder geval zeker. Als Hajducovic het bij het rechte eind heeft, zullen de gevolgen op de natuurkunde – en dus uiteindelijk op onze maatschappij – groot zijn.

Bronnen
1. Kirk T. McDonald, Positron production by laser light, Princeton dept. of High energy Physics, 1997
2. Dragan Slavkov Hajdukovic. “Do we live in the universe successively dominated by matter and antimatter?” Astrophys Space Sci (2011)
3. Dragan Slavkov Hajdukovic, Is dark matter an illusion created by the gravitational polarization of the quantum vacuum? Astrophysic Space Science, (2011)

De upgrade van het DAMA/LIBRA experiment in 2008 heeft zijn vruchten afgeworpen. Het bewijs dat het experiment donkere materie heeft waargenomen, wordt steeds onomstotelijker.

‘Donkere materie bijna zeker aangetoond’

3 reacties / Universum, Wetenschap / Door / 8 juni 2011

Jarenlang werden ze uitgelachen door de rest van het donkere-materiewereldje, maar het bewijs wordt nu steeds onomstotelijker dat de onderzoekers van DAMA/LIBRA gelijk hebben en dat ze daadwerkelijk donkere materie hebben aangetroffen. Ook de groten gaan nu om. Weer eens een gevalletje Kuhn, zoals zo vaak in de wetenschap.

Donkere materie
Het heelal is gevuld met mysterieus onzichtbaar spul dat niet met licht (of andere waarneembare elektromagnetische straling) reageert. Het zendt geen licht uit en reflecteert, absorbeert of weerkaatst het ook niet. Astronomen weten echter dat het bestaat door de zwaartekrachteffecten op de materie er om heen. Ze noemen het donkere materie.

Er is alleen een probleem. Als donkere materie bestaat, moet er heel veel van bestaan om de ontbrekende materie te verklaren: ongeveer 83 procent van alle massa in het heelal moet uit donkere materie bestaan, alleen de overige 17% is zichtbaar. Ook ons zonnestelsel zou vergeven moeten zijn van dit spul, maar waar deeltjesjagers ook kijken, ze vinden niets.

DAMA en CoGENT toonden beiden een merkwaardige jaarlijkse piek begin mei, precies als de aarde de meeste donkere materie opveegt.
DAMA en CoGENT toonden beiden een merkwaardige jaarlijkse piek begin mei, precies als de aarde de meeste donkere materie opveegt.

Donkere materie bestaat…
Dat wil zeggen: de meesten. De afgelopen jaren is één groep wetenschappers er van overtuigd dat ze er in zijn geslaagd om donkere materie te vinden. Ze hebben een klont van 250 kilogram natriumjodide (keukenzout, maar dan met jodium in plaats van chloor) met een spoor thallium, in een oude mijnschacht meer dan een kilometer onder de Italiaanse granietberg Gran Sasso opgesteld. Als een exotisch zwaar deeltje botst met een deeltje in dit kristal, ontstaat een foton en moeten de gevoelige lichtdetectoren in de buurt dat waarnemen.

Dit experiment heet DAMA/LIBRA en de resultaten ervan zijn controversieel. Terwijl deeltjes donkere materie fotonen kunnen genereren in het kristal, kunnen andere deeltjes dat ook. Het experiment pikt dus ook achtergrondstraling uit de berg, kosmische straling en thermische neutronen op, wat het experiment behoorlijk wat ruis verschaft.

De upgrade van het DAMA/LIBRA experiment in 2008 heeft zijn vruchten afgeworpen. Het bewijs dat het experiment donkere materie heeft waargenomen, wordt steeds onomstotelijker.
De upgrade van het DAMA/LIBRA experiment in 2008 heeft zijn vruchten afgeworpen. Het bewijs dat het experiment donkere materie heeft waargenomen, wordt steeds onomstotelijker.

Aarde veegt donkere materie op
Er is echter een manier om het donkere-materie signaal te scheiden van deze achtergrondruis. De zon draait immers om de melkwegkern heen in ongeveer 200 miljoen jaar. Omdat de aarde rond de zon draait, beweegt de aarde soms tegen de beweging van de zon om de melkwegkern in, zes maanden later (of eerder) beweegt de aarde juist met de zon mee. In het eerste geval zal de detector minder donkere materie ‘opvegen’, in het tweede geval juist meer. Er moet dus een jaarlijks ritme in de waarnemingen van de detector zitten.

Jaarlijkse variatie
Dit is exact wat de mensen van DAMA en LIBRA stellen waar te nemen. Het donkere-materie signaal is op zijn sterkst in mei en valt dan weg. Het gaat hier ook niet om een zwak signaal, maar een signaal dat statistisch gezien zo sterk is dat de kans dat de onderzoekers zich vergissen vrijwel uitgesloten is. Echter, weinig  natuurkundigen namen de resultaten van DAMA/LIBRA serieus (hoewel wij op Visionair dit wel deden – zeker gezien een andere opvallende ontdekking: de jaarlijkse periodiciteit van radioactief verval). Dit omdat andere detectors geen signaal waarnamen. Nu begint het ook meer mensen te dagen, omdat in de Amerikaanse detector CoGeNT in een zoutmijn in Minnesota vergelijkbaar bewijs is gevonden als dat in het DAMA/LIBRA experiment. Hun bewijs voor donkere materie is weliswaar statistisch niet zo sterk als dat van DAMA, maar  toont exact dezelfde geheimzinnige periodiciteit: een piek einde april-begin mei.

Steeds meer sceptici bekeerd
Dan Hooper van Fermi National Accelerator Laboratory en Chris Kelso van de University of Chicago hebben de data van CoGenT and DAMA/LIBRA geraadpleegd en zeggen dat ze overeenkomen met elkaar. “Als de detector piekt begin mei piekt, zou dat een modulatie betekenen die overeenkomt met die van de DAMA/LIBRA samenwerking. En de beweging van de aarde door de Melkweg. Een gang naar Canossa, gezien het scepticisme waarmee de DAMA/LIBRA mensen werden behandeld. maar hier stopt het bewijs allerminst. Hooper en Kelso zeggen ook dat het type donkere materie dat DAMA/LIBRA en CoGeNT hebben aangetoond, consistent is met andere indirect bewijs van donkere materie uit andere experimenten. Zo heeft de Fermi Gamma Ray Space Telescope een gammaspectrum (energieverdeling van gammastraling) waargenomen dat overeenstemt met het type donkere materie dat DAMA postuleert. De WMAP satelliet heeft ook een lichtgloed waargenomen, uitgezonden door elektronen in de buurt van het hart van de Melkweg.

En er komt nog meer bewijs. Ook het samenwerkingsverband CRESST meldt dat er “sterke aanwijzingen zijn dat er een  CoGeNT-achtig donkere-materiedeeltje bestaat”. DAMA/LIBRA noemen was klaarblijkelijk wat te beladen. In enkele maanden is het donkere-materie wereldje radicaal omgeslagen. Na jaren ontbreken van waarnemingen (m.u.v. DAMA/LIBRA), is er nu een lawine van data. Kortom: weer een gevalletje paradigma-shift à la Kuhn. De wetenschappelijke wereld vertoont toch opmerkelijk veel kuddegedrag. Waarschijnlijk zullen de geplaagde wetenschappers onder de Gran Sasso nu een welverdiende fles chianti opentrekken en gaan genieten van hun uiteindelijke triomf.

Bronnen
1. The Dark Matter Data Bonanza, Arxiv Blog, MIT Technology Review
2. Dan Hooper en Chris Kelso, Implications of CoGeNT’s New Results For Dark Matter, Arxiv (2010)
3. DAMA/LIBRA experiment

 

In de ALPHA detector wordt eerst met heel veel gepriegel antiwaterstof gemaakt. Vervolgens wordt het goedje losgelaten. Boem...

Valt antimaterie nou wel of niet?

2 reacties / Universum, Wetenschap / Door / 5 mei 2011

Volgens een buitenissige theorie van de theoretisch natuurkundige Villata stoten materie en antimaterie elkaar af. Om voor eens en voor altijd er achter te komen wie gelijk heeft, is nu op het CERN een proef ingezet met meer dan driehonderd atomen antiwaterstof.

Materie en antimaterie
Antimaterie is als het ware normale materie in spiegelbeeld. Het antiproton, bijvoorbeeld, is niet positief maar negatief geladen. Het anti-elektron, het positron, juist positief. Als materie en antimaterie elkaar ontmoeten, ontstaat een enorme explosie (bij één gram antimaterie zo groot als de atoombom op Hiroshima) en worden beiden in straling omgezet. Volgens de gangbare natuurkundige theorieën bestaat er maar één vorm van de zwaartekracht, waarbij deze aantrekkend werkt. Villata denkt daar anders over. Volgens hem stoten materie en antimaterie elkaar af en zet het heelal zo snel uit omdat onzichtbare brokken antimaterie de materie van onze melkwegstelsels afstoten.

In de ALPHA detector wordt eerst met heel veel gepriegel antiwaterstof gemaakt. Vervolgens wordt het goedje losgelaten. Boem...
In de ALPHA detector wordt eerst met heel veel gepriegel antiwaterstof gemaakt. Vervolgens wordt het goedje losgelaten. Boem...

Antiwaterstof wegen
Als er een theoretisch meningsverschil is, zit er maar één ding op: een experiment inzetten. In dit geval is dat het wegen van antimaterie. Dat is extreem ingewikkeld. Je moet immers voorkomen dat de antimaterie-atomen gewone materie raken, want dan vernietigen ze elkaar. Vandaar dat natuurkundigen het pas nu aankunnen.

De versnellersring die doorgaans dienst doet om de protonenkraker in het CERN van antimaterie te voorzien, wordt nu gebruikt om een grote voorraad antiprotonen en positronen te fabriceren. Meer dan driehonderd atomen van de gemakkelijkst te vervaardigen vorm van antimaterie, antiwaterstof, worden gekoeld in een complexe meetomgeving. Omdat anti-atomen elektrisch neutraal zijn, kan je ze niet zoals bijvoorbeeld geladen deeltjes vangen in een magneetveld. Als antiprotonen en positronen bij elkaar vormen, vormen ze een atoom. Hierbij komt behoorlijk veel energie vrij, waardoor het atoom snel gaat bewegen. In de ALPHA-detector worden eerst de positronen en anti-protonen elk gekoeld en gevangen in een elektrisch veld. Vervolgens worden ze zeer subtiel met elkaar in contact gebracht, zodat de antiwaterstof niet weglegt uit het octopole magnetische veld (ja, inderdaad, met acht noord- en zuidpolen).

Vervolgens worden de magnetische velden uitgeschakeld. De antiwaterstofatomen drijven weg. Zijn ze onderhevig aan zwaartekracht, dan drijven ze naar beneden, anders naar boven. Met detectors kan gemeten worden waar ze ontploffen. Ter geruststelling: de ontploffingen zijn maar heel klein, het gaat immers maar om een enkel atoom. Hiermee zal dan een dringende vraag beantwoord zijn.  Binnen enkele maanden weten we of Villata een fantast is of een visionair…

Bekijk hoe ALPHA werkt

Bronnen
Confinement of Antihydrogen for 1,000 seconds (ALPHA collaboration, ArXiv, 2011)
Antihydrogen trapped for 1000 seconds (MIT technology Review ArxivBlog)
ALPHA Antihydrogen project

Animatie van een hyperkubus, een vierdimensionale kubus.

‘Heelal gaat over naar vierde dimensie’

4 reacties / Universum, Wetenschap / Door / 21 april 2011

Volgens een omstreden theorie van Dejan Stojkovic had ons heelal vlak na de Big Bang meer weg van een lijn dan van een ruimte zoals wij die nu kennen. Stojkovic en collega Jonas Mureika hebben nu een test bedacht om aan te tonen of hun theorie klopt of niet:  de afwezigheid van zwaartekrachtsgolven uit het vroege heelal. En er is nog meer. Misschien dat grote stukken heelal al vierdimensionaal zijn geworden. Zou dit die merkwaardige kosmische lege ruimtes tussen de melkwegstelsels en de versnelde uitzetting van het heelal verklaren?

Animatie van een hyperkubus, een vierdimensionale kubus.
Animatie van een hyperkubus, een vierdimensionale kubus.

Vorming tweede en derde dimensie in plaats van inflatie
Stojkovic’ theorie, waar we al een eerder artikel aan hebben gewijd, komt er op neer dat het heelal vlak na de oerknal ééndimensionaal was. Toen het heelal verder afkoelde, ontstonden de tweede en uiteindelijk de derde dimensie. Het aannemen van een tijdperk van extreemsnelle inflatie, op dit moment het grote paradigma in de kosmologie, is hiermee niet meer nodig, stelt Stojkovic. Wat er gebeurde was domweg het ontstaan van de tweede respectievelijk derde dimensie waardoor het aantal bewegingsmogelijkheden (dat we waarnemen als ruimte) explosief groeide. Dit zou betekenen, dat de kosmologie die we nu kennen sterk vereenvoudigd zou worden. Het is niet meer nodig om een mythische inflatoire kracht, uiteenvallend vals vacuüm en andere woeste bedenksels te hanteren.

Algemene relativiteitstheorie en kwantummechanica komen in harmonie
De speciale relativiteit kloppend krijgen met kwantummechanica lukt nog wel, denk aan de relativistische Dirac-vergelijking, maar bij de algemene relativiteitstheorie is dat hopeloos. Als het aantal dimensies op de allerkleinste schaal (in de buurt van de extreem korte Plancklengte, vele ordes van grootte kleiner dan een proton) wordt teruggebracht, verdwijnen de wiskundige nachtmerries, die alle pogingen om kwantummechanica met de algemene relativiteitstheorie in overeenstemming te brengen, frustreren.

Massa Higgsdeeltje hoeft niet aangepast te worden
We weten nog steeds niet waar elementaire deeltjes als elektronen en quarks hun massa vandaan halen. Het Standaardmodel introduceert hiervoor het zogeheten Higgsdeeltje, dat aan deeltjes waar we massa van waarnemen, kleeft als een soort stroop en zo traag en zwaar maakt. Alle pogingen om dit Higgsdeeltje te vinden zijn tot nu toe mislukt. Met dit Higgsdeeltje is er nog een probleem: bestaande theorieën voorspellen een veel te hoge massa, wat in strijd zou zijn met het standaardmodel. Dit moet dus kunstmatig  aangepast worden. Dat hoeft niet meer in Stojkovic’ theorie.

Extra dimensie verklaart versnelde uitzetting
Het meest hallucinerende gevolg van Stojkovic’s theorie is wel het ontstaan van een extra dimensie in het hier en nu. Ongeveer tien jaar geleden werd een ontdekking gedaan die de bekende kosmologie behoorlijk overhoop gooide. Het heelal zet steeds sneller uit. Zelfs Einsteins verfoeide kosmologische constante, ooit door hem de grootste vergissing van zijn leven genoemd, werd weer van stal gehaald om dit te verklaren. In kosmologische modellen wordt uitgegaan van zogeheten donkere energie die dit op zijn geweten heeft. Onzin, stelt Stojkovic. Steeds grotere delen van het heelal gaan over naar de vierde dimensie, wat wij waarnemen als uitzetting. Wanneer zijn wij aan de beurt?

Experimentele bewijzen?
Waarnemingen aan extreem energierijke kosmische straling lijkt te wijzen op het reduceren van het aantal dimensies bij energieën, hoger dan een tera-elektronvolt. Deze energieschaal is ook waarneembaar bij botsingen in de enorme Large Hadron Collider van het CERN onder het meer van Genève. Klopt Stojkovic’ theorie, dan merken we dat dus de komende jaren, als er meer hoge-energie botsingen zijn geregistreerd. En kunnen er heel wat natuurkundeboekjes herschreven worden…

Bronnen
ScienceDaily
Physics Review Letters
Arxiv.org