Volgens de big bang theory was de oerknal, die zo’n 13,8 miljard jaar geleden plaatsvond, het begin van alles. Maar deze Britse wiskundige gelooft daar niet in.

Het is een nogal deprimerend vooruitzicht: het heelal zal verder en verder uitdijen, totdat er niets meer van over is dan één grote leegte. Tenminste, dat zullen de meeste kosmologen je vertellen. De Britse wiskundige Roger Penrose ziet het echter anders. Hij denkt dat er op ons heelal een ander heelal volgt, en dat ook de oerknal niet het ultieme begin van alles was.

Met dat idee speelt Penrose al sinds 2005, maar deze zomer kwam hij samen met de Amerikaanse wiskundige Daniel An en de Poolse theoretisch natuurkunde Krzysztof Meissner met een intrigerende update. Het drietal meent namelijk daadwerkelijk sporen te hebben gezien van enkele bijzondere bewoners van het heelal vóór het onze: zwarte gaten.

De oerknal voorbij

Nu is Penrose niet zomaar iemand. In de jaren zestig en zeventig boekte hij belangrijke resultaten, deels samen met Stephen Hawking, omtrent zwarte gaten en de oerknal. En anno 2018 probeert de inmiddels 87-jarige Brit nog steeds grote vragen rond ons heelal te tackelen. Helaas moet hij dat grotendeels alleen doen; zoals hij KIJK in 2011 vertelde, durven weinig andere wetenschappers het aan om mee te gaan in zijn vaak controversiële ideeën. Maar blijkbaar heeft hij in An en Meissner toch weer twee gelijkgestemden gevonden.

De theorie waar het in dit geval allemaal om draait, heet conformal cyclic cosmology, afgekort CCC. Hierin gebruikt Penrose een vorm van wiskunde waarmee je, simpel gezegd, oneindige dingen kunt omvormen tot eindige. Zoals de oneindige hoeveelheid tijd waar ons toekomstige, lege heelal in verzandt. Of de oneindig hoge temperaturen en dichtheden ten tijde van de oerknal. Dat zijn nogal verschillende dingen, zou je zeggen, maar binnen Penrose’s wiskunde zijn ze toch aan elkaar te koppelen: de verre toekomst van het ene heelal kan overgaan in het prille begin van het andere.

Niet te testen?

Prima, maar we kunnen niet voorbij de oerknal kijken om iets te zien van een eventueel vorig heelal. De theorie lijkt dus niet te testen – en een ontestbare theorie, zo zou een wetenschappelijke hardliner zeggen, is een waardeloze theorie.

Gelukkig zijn er volgens Penrose wel degelijk manieren waarop het vorige heelal kan doorklinken in het onze. En die aanwijzingen zouden verstopt zitten in de oudste straling die we kunnen bestuderen: de kosmische achtergrondstraling, ook wel omschreven als het ‘nagloeien van de oerknal’ (zie de foto boven dit bericht).

Wiskundige Roger Penrose in 2011.

Warme vlekken

Nu dachten Penrose en consorten al eerder sporen in deze achtergrondstraling te hebben gevonden. Daarbij ging het om ringen die overblijfselen zouden zijn van botsingen tussen superzware zwarte gaten in het vorige heelal. Andere onderzoekers beweerden echter dat deze ringen ook best een toevallig effect zouden kunnen zijn.

Hoewel ze het niet met die conclusie eens zijn, gooiden Penrose, An en Meissner het in hun nieuwe artikel over een andere boeg. Deze keer gingen ze niet op zoek naar sporen van botsingen tússen de zwarte gaten, maar naar sporen van de gaten zélf. Die verdampen namelijk gedurende hun bestaan totdat er niets meer van over is, zo claimde Stephen Hawking in de jaren zeventig.

Alle straling die een verdampend zwart gat tijdens zijn bestaan afgeeft, wordt binnen de CCC-theorie samengebald in één enkel punt, dat ‘doorlekt’ naar het volgende heelal en daar een warm vlekje oplevert in de achtergrondstraling. En, je voelt hem al aankomen: Penrose en zijn kornuiten denken daadwerkelijk van die vlekjes te zien. Andere wetenschappers hebben op het moment van schrijven nog niet gereageerd op deze claim.

Verdwenen kolkjes

Met het risico een toch al ingewikkeld verhaal nog ingewikkelder te maken: een van die vlekjes correspondeert bovendien met de locatie waar onderzoekers in 2014 een soort kolkjes in de achtergrondstraling meenden te ontwaren die een teken zouden zijn van zwaartekrachtsgolven. Penrose zat destijds even met de handen in het haar: volgens zijn CCC-theorie zouden die kolkjes er helemaal niet moeten zijn.

Vervolgens bedacht hij echter dat hij ze tóch kon verklaren: ze zouden overblijfselen zijn van magnetische velden, veroorzaakt door een cluster sterrenstelsels in het vorige heelal. Dat er nu op grofweg dezelfde plek een vlekje te zien is, is volgens hem “onverwachte extra ondersteuning van CCC”. Want, zo redeneert Penrose, in zo’n cluster sterrenstelsels heeft zich naar alle waarschijnlijkheid een superzwaar zwart gat bevonden, dat dus een vlekje op dezelfde plek zou hebben veroorzaakt.

Neergesabeld

Alleen: dat hele kolkjesverhaal is in 2015 vrij effectief neergesabeld door andere wetenschappers. Gek dus dat Penrose en collega’s er nu toch mee komen om hun verhaal kracht bij te zetten.

Daarnaast lijken ze sowieso de neiging te hebben onverwachte vondsten in de achtergrondstraling te zien als ‘iets uit het vorige heelal’. Een heelal waar we werkelijk niets van afweten, en waar je dus ook van alles over kunt beweren. Maar of dat nu zo wetenschappelijk verantwoord is?

Deze Far Out staat ook in KIJK 11/2018.

Bron: Apparent evidence for Hawking points in the CMB Sky, ArXiv (6 augustus 2018)

Beeld: ESA and the Planck Collaboration (header), Cirone-Musi, Festival della Scienza/CC BY-SA 2.0 (foto Roger Penrose)

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!