radiostraling

Volgens sommige kosmologische theorieën zouden ze overal om ons heen moeten zijn: weeffouten in ruimtetijd, die zich manifesteren als een supergeleidende snaar. Drie natuurkundigen hebben nu een manier gevonden om ze op te sporen.

Wat zijn kosmische snaren?
Begin oktober 2011 is een artikel gepubliceerd, waarin de ontdekking van massieve slierten donkere materie tussen sterrenstelsels werd aangekondigd. Nog steeds is het een groot raadsel waar deze donkere materie uit bestaat. Dit terwijl er vier keer zoveel donkere materie is al normale materie. Een meer exotische kandidaat voor donkere materie, althans een deeltje ervan, zijn kosmische snaren: enorme in zichzelf gesloten lussen, die overblijfselen zijn van het inflatietijdperk waarin het heelal – volgens de gevestigde kosmologische theorieën dan – exponentieel uitzette. De snaren zijn extreem dun – minder dan een proton dik. Waarschijnlijk zou de snaar dus door je hand heen kunnen bewegen zonder dat je het merkt. Wel is de dichtheid van deze snaren extreem hoog. Een meter zware kosmische snaar heeft een massa vergelijkbaar met die van de aarde. Met je hand zou het dus door de enorme zwaartekracht alsnog zeer akelig aflopen.

Maar… bestaan ze wel?
Zoals met zoveel dingen op het grensgebied van wetenschap en speculatie is het bestaan van deze snaren nog steeds niet aangetoond of verworpen. Volgens de theorie moet er in het zichtbare heelal minimaal één reuzensnaar voorkomen.

Deze snaren – als ze bestaan – beloven een aantal bizarre eigenschappen te hebben. Zo zouden ze onder bepaalde omstandigheden een tijdmachine mogelijk kunnen maken.Ze vormen een zeer dunne buis waarin een stuk heelal van voor de uitzetting is opgesloten. Kosmische snaren zijn waar te nemen omdat ze het licht om zich heen afbuigen. Rond de snaren raakt ruimtetijd vervormd, waardoor objecten die er in de buurt staan dubbel lijken te zijn [2]. Bewijzen voor hun bestaan ontbreken tot nu toe nog, maar wel zijn er enkele raadselachtige waarnemingen gedaan die volgens astronoom Rudolph Schild het beste zijn te verklaren door aan te nemen dat er een kosmische snaar langs trok[3]. Er is welgeteld één andere manier bekend om vast te stellen of ze bestaan: zwaartekrachtsgolven. Bij elke trilling van een dergelijk extreem massief object komen die vrij, aldus de algemene relativiteitstheorie. Ook zouden kosmische snaren door dit effect snel uit elkaar vallen, want ook zwaartekrachtsgolven bevatten energie. Helaas zijn de extreem dure zwaartekrachtsdetectoren LISA en LIGO nog niet gelanceerd. De oorlog in Irak, die ongeveer honderd maal zoveel kostte, was belangrijker.
Of kosmische snaren weer het zoveelste woeste bedenksel van kosmologen zijn of werkelijk fysische realiteit zijn, is dus nog steeds niet uitgemaakt.

Snaren waarnemen door radiostraling
Een drietal natuurkundigen heeft nu een goedkopere manier bedacht om op snarenjacht te gaan[4]. De snaren zijn namelijk volgens de meeste theorieën supergeleidend en, zoals bekend, als je een geleider snel heen en weer beweegt in een magnetisch veld, ontstaat er stroom. Een wisselende stroom wekt dan weer radiostraling op. Vooral zogeheten cusps, knikpunten, in de snaar, moeten hierdoor een rijke bron van  radiostraling vormen die zonder problemen op aarde te ontvangen is. En radiotelescopen zijn er op aarde te over. De meeste radiostraling wordt volgens het drietal afgegeven in zeer lange golflengtes. Immers, de snaren zijn vele lichtjaren lang. Echter: er komt zo veel energie vrij door de trillingen, dat ook boventonen nog duidelijk waar te nemen zijn en dat er vanaf de aarde geregeld radio-uitbarstingen met een zeer karakteristiek verloop waar te nemen moeten zijn.

Zouden kosmische snaren inderdaad bestaan, dan zijn de toepassingen zeer boeiend. Ze zouden als energiebron gebruikt kunnen worden of misschien zelfs wel als transportmethode. Want een scheur in ruimtetijd biedt een aantal zeer interessante mogelijkheden. Aan de andere kant is het maar gelukkig dat kosmische snaren – als ze al bestaan – uitermate zeldzaam zijn.  Want met de aarde loopt het waarschijnlijk akelig af als er een extreem zware snaar door ons zonnestelsel heen vliegt.

Bronnen
1. Koichi Miyamoto et al., Cosmological effects of decaying cosmic string loops with TeV-scale width, presentatie (2011)
2. Smoot et al., The Search for Cosmic Strings (Poster)
3. String revival, Scientific American (2005)
4. Yi Fu Cai et al., Radio bursts from superconducting strings, ArXiv (2011)