211service.com
Wiskunde van de eeuwigheid bewijst dat het universum een begin moet hebben gehad
De oerknal is onderdeel geworden van de populaire cultuur sinds de uitdrukking in de jaren veertig werd bedacht door de non-conformistische natuurkundige Fred Hoyle. Dat is niet verwonderlijk voor een evenement dat de ultieme geboorte van alles vertegenwoordigt.
Hoyle gaf echter veel de voorkeur aan een ander model van de kosmos: een stationair universum zonder begin of einde, dat zich oneindig uitstrekt tot in het verleden en de toekomst. Dat idee is nooit echt van de grond gekomen.
In de afgelopen jaren zijn kosmologen echter begonnen met het bestuderen van een aantal nieuwe ideeën met vergelijkbare eigenschappen. Vreemd genoeg staan deze ideeën niet per se op gespannen voet met het idee van een oerknal.
Een idee is bijvoorbeeld dat het universum cyclisch is met oerknal gevolgd door oerknal gevolgd door oerknal in een oneindige cyclus.
Een ander voorbeeld is het idee van eeuwige inflatie waarbij verschillende delen van het universum met verschillende snelheden uitdijen en inkrimpen. Deze regio's kunnen worden gezien als verschillende universums in een gigantisch multiversum.
Dus hoewel we in een opblazende kosmos lijken te leven, kunnen andere universums er heel anders uitzien. En hoewel ons universum eruitziet alsof het een begin heeft, hoeft het multiversum geen begin te hebben.
Dan is er het idee van een ontstaan universum dat als een soort zaad voor de eeuwigheid bestaat en dan plotseling uitzet.
Dus deze moderne kosmologieën suggereren dat het waarnemingsbewijs van een uitdijend heelal consistent is met een kosmos zonder begin of einde. Dat kan veranderen.
Tegenwoordig zeggen Audrey Mithani en Alexander Vilenkin van de Tufts University in Massachusetts dat deze modellen wiskundig onverenigbaar zijn met een eeuwig verleden. Hun analyse suggereert inderdaad dat deze drie modellen van het universum ook een begin moeten hebben gehad.
Hun argument richt zich op de wiskundige eigenschappen van de eeuwigheid - een universum zonder begin en zonder einde. Zo'n universum moet banen bevatten die zich oneindig in het verleden uitstrekken.
Mithani en Vilenkin wijzen echter op een bewijs uit 2003 dat dit soort trajecten in het verleden niet oneindig kunnen zijn als ze deel uitmaken van een universum dat op een specifieke manier uitdijt.
Ze laten verder zien dat cyclische universa en universa van eeuwige inflatie zich beide op deze manier uitbreiden. Ze kunnen dus niet eeuwig in het verleden zijn en moeten daarom een begin hebben gehad. Hoewel inflatie in de toekomst eeuwig kan zijn, kan het niet oneindig worden verlengd tot het verleden, zeggen ze.
Ze behandelen het opkomende model van het universum anders, wat aantoont dat hoewel het vanuit een klassiek oogpunt stabiel lijkt, het vanuit een kwantummechanisch oogpunt onstabiel is. Een eenvoudig opkomend universum-model ... kan niet ontsnappen aan de instorting van de kwantum, zeggen ze.
De conclusie is onontkoombaar. Geen van deze scenario's kan echt eeuwig zijn, zeggen Mithani en Vilenkin.
Aangezien het waarnemingsbewijs is dat ons universum uitdijt, moet het ook in het verleden zijn geboren. Een diepgaande conclusie (zij het dezelfde die in de eerste plaats tot het idee van de oerknal leidde).
Referentie: arxiv.org/abs/1204.4658 : Heeft het heelal een begin gehad?