Hoe oud is het heelal?

Hoe oud is het heelal?

De James Webb Space Telescope (JWST) is het instrument om het heelal te bestuderen toen het nog maar net ‘geboren’ was. Elke telescoop, en zo ook de JWST, is een instrument dat het heden lan vergelijken met het verleden. Kijk je vlakbij dan zie je onze kosmologische achtertuin. Kijk je zeer verder weg dan zie je dezelfde typen hemelobjecten, maar dan zoals deze er vroeger uitzagen.

Tot 1996 was het een grote euforie. De leeftijd van het heelal als geheel was vastgesteld en de waarnemingen leken overwegend te voldoen aan het theoretische natuurkundige kader genaamd het ‘Koude Donkere Materie (KMD) model’ waarin ruimte was voor de zogenaamde ‘donkere materie’ die al gevonden was. Het heelal is 13.8 miljard jaar geleden ontstaan vanuit een klein ‘puntje’. ‘Bliksemsnel’ dijde dit heelal uit. Het werd in eerste instantie met de lichtsnelheid groter, maar remde af als gevolg van de zwaartekracht die in ditzelfde heelal aanwezig was. Dat wil zeggen: De hemelobjecten zelf reisden niet van elkaar weg. Het was de ruimte zelf waarbij er chronisch ruimte tussen de ruimte komt, en wel ongeveer met 20 km / miljoen lichtjaar.

En zo mag je verwachten dat het heelal blijft afremmen. Hoe ouder en dus groter het heelal wordt, des te meer het afremt. Maar in 1996 werd voor het eerst ontdekt dat in onze kosmologische achtertuin het heelal versnelde en niet remde. Dat werd snel de donkere energie van het heelal genoemd. Echter donkere energie is tot de dag van vandaag niet meer dan het grote verschil tussen wat we weten en wat we meten.

Daar komt bij dat de uitdijsnelheid vastgesteld is met twee onafhankelijke meetmethodes en die geven beide een ander antwoord. Dat is niet te rijmen met elkaar, met als gevolg dat er tegenwoordig twee leeftijden voor het heelal zijn. Als het heelal namelijk 20 km groter wordt over een afstand van een miljoen lichtjaar, dan waren de uitersten daarvan ongeveer 13.8 miljard geleden bij elkaar. Dat is een eenvoudig rekensommetje (13.8 lichtjaar (in km) / 20). Ofwel er zijn twee leeftijden voor het heelal. Ook blijkt er een ster te zijn die ouder is dan beide leeftijden.

De JWST doet er nog een schepje bovenop. Die ontdekt volwassen sterrenstelsels direct na het begin van het heelal (400 miljoen na dat vermeende begin). Eén ding weten de kosmologen zeker: Of de natuurwetten gelden niet in de buurt van het begin van het heelal, of het KDM, wat al veranderd was in een meer flexibelere theorie (Lambda-KDM-model) moet op de schop. Zo kan het zijn dat de tijd veel langzamer ging als wij naar het verre verleden kijken.

De ouderdom van het heelal is een van de grootste mysteries die we kennen. Veel kosmologen hechten waarden aan het feit dat het heelal OOIT begonnen is maar ze weten niet wanneer en waardoor. Zelfs filosofie kan hen niet redden rondom dat ultieme begin. Een kleine groep kosmologen denken dat het heelal de eigenschap heeft dat het NOOIT begonnen is. Dit kan alleen als het heelal chronisch gevoed blijft met nieuwe energie / materie door een externe entiteit buiten dit heelal.

Tenslotte heeft wijlen Stephen Hawking de theoretisch natuurkundige Thomas Hertog aangezet om op papier te zetten hoe je conceptueel een antwoord kunt geven over dit extreme vraagstuk. Lees het redelijk toegankelijke boek “Het ontstaan van de tijd” hierover. Mijn complimenten aan Thomas Hertog die deze vertaalslag heeft gemaakt voor de doorsnee aardbewoner. Het antwoord is dat wetenschappelijk bezien de vraag niet relevant is. Theoretisch en filosofisch is het een kloppend verhaal. Praktisch gezien gaat dit geheel over de hoofden van de mensen heen. Het is een heelal met zeer veel parallelle ruimtetijden waarvan degene die we waarnemen hoort bij ons bestaande inzicht in het heelal. Daarnaast is de ruimtetijd gekromd, zoals Einstein dat destijds bedacht heeft. De kromming van de tijd is in de buurt van dat vermeende begin zo gekromd dat de tijd praktisch overgaat in ruimte, zodat de tijd daar stil komt te staan en de ruimte praktisch gezien oneindig wordt opgerekt. Eigenlijk hetzelfde effect als dat je bijna in een zwart gat verdwijnt. Kortom: Wat weten we nu zeker?

Robert de Jong