Misschien was er iets vóór de oerknal

Luister, dit ga je geweldig vinden.

Stel je voor: de oerknal was helemaal niet het begin van alles. Stel je voor dat er een heel universum was voordat het onze ontstond — een universum dat in elkaar stortte en daarna weer uitdijde, met achterlating van oude kosmische artefacten die nu gewoon rond zweven.

Onderzoekers van de University of Portsmouth denken precies dit. En eerlijk? Dit is een van de meest intrigerende ideeën die ik de laatste tijd ben tegengekomen.

Wat deze nieuwe theorie voorstelt

Maar eerst even snel: wat weten we eigenlijk?

Al bijna een eeuw vertelt men ons hetzelfde verhaal. Zo'n 13,8 miljard jaar geleden explodeerde alles wat bestaat vanuit één onvoorstelbaar hete, dichte punt. De oerknal. Punt uit.

En dat verhaal klopt best goed. Het verklaart de kosmische achtergrondstraling — dat zwakke geruis dat overal in het universum rondzweeft. Het voorspelt hoe sterrenstelsels zich verspreiden over enorme afstanden. En het heeft elke test doorstaan.

Maar hier wordt het spannend: het standaardmodel van de oerknal verklaart niet alles. We begrijpen nog steeds niet wat die eerste uitdijing veroorzaakte. Die korte periode van razendsnelle groei, "inflatie" genoemd? Duister. En misschien wel het grootste raadsel van allemaal: we hebben geen idee wat donkere materie eigenlijk is.

Donkere materie is dat onzichtbare spul dat ongeveer vijf keer zoveel weegt als gewone materie. Het houdt sterrenstelsels bij elkaar. Zonder donkere materie was ons Melkwegstelsel nooit ontstaan. Maar niemand heeft het ooit direct waargenomen. Het is er gewoon, het beïnvloedt dingen via zwaartekracht, volledig verborgen voor onze instrumenten.

De adem van het universum

Professor Enrique Gaztañaga en zijn team onderzoeken wat ze "kosmische terugkaatsing" noemen. In plaats van dat alles begon met één explosief moment, stellen ze voor dat het universum eerder een fase van inkrimping doormaakte — eigenlijk naar binnen viel — voordat het weer uitdijde.

Denk aan ademen. Het universum ademt uit (oerknal), ademt in (inkrimping), ademt weer uit. We zitten momenteel in een uitademing die al miljarden jaren duurt.

Onder dit scenario konden zwarte gaten uit die eerdere inkrimpende fase de overgang hebben overleefd. Ze zouden oeroude relicten zijn — kosmische fossielen van een vorig universum, rondzwevend in het onze, misschien wel verborgen in het zicht.

En hier wordt het écht interessant: deze primordiale zwarte gaten zouden weleens donkere materie kunnen zijn.

Zwarte gaten als ontbrekend puzzelstuk

Wat dit idee zo mooi maakt? Het verbindt meerdere losse eindjes tegelijk.

Als sommige zwarte gaten vóór de terugkaatsing ontstonden en overleefden, dan hebben ze de vorming van sterrenstelsels kunnen beïnvloeden. Hun zwaartekracht zou materie bij elkaar hebben getrokken en de structuren hebben gezaaid die we vandaag de dag zien.

Maar wacht, er is meer. Andere zwarte gaten kunnen zijn gevormd vlak na de terugkaatsing, toen kwantum-effecten tijdens de overgang dichtheidsfluctuaties in het vroege universum versterkten. Dit zou ongewoon dichte pockets van materie hebben gecreëerd die sneller onder hun eigen zwaartekracht instortten dan het standaardmodel voorspelt.

Die terugkaatsing zelf komt trouwens uit de kwantumfysica. Naarmate dingen tijdens de inkrimping compacter werden, zouden kwantum-effecten een krachtige druk opwekken die verdere compressie tegengaat. Hetzelfde principe dat witte dwergen en neutronensterren ervan weerhoudt totaal in elkaar te storten. Pas dat toe op het hele universum, en je krijgt een natuurlijk mechanisme voor de terugkaatsing. Geen exotische nieuwe natuurkunde nodig om die beruchte "singulariteit" van de oerknal te omzeilen — dat punt waar de dichtheid oneindig wordt en onze natuurwetten ophouden te gelden.

Waarom dit relevant is

Ik hoor je denken: dit is allemaal heel theoretisch. We kunnen niet zomaar even een pre-oerknal-universum observeren.

Maar hierom vind ik dit overtuigend. We hebben het hier niet over gratuite speculatie. Deze hypothese maakt specifieke voorspellingen die we kunnen testen. Als primordiale zwarte gaten van vóór de terugkaatsing bestaan, zouden ze de verdeling van materie op subtiele maar meetbare wijze beïnvloeden. Toekomstige observaties van de kosmische achtergrondstraling en grootschalige sterrenstelselstructuren kunnen mogelijk hun vingerafdrukken onthullen.

En eerlijk? Zelfs als dit specifieke idee niet klopt, vind ik het geweldig dat wetenschappers serieus alternatieven onderzoeken voor het standaard kosmische verhaal. Het oerknal-model werkt prachtig voor veel dingen, maar de gaten zijn reëel. En precies die gaten leiden tot doorbraken wanneer iemand creatief genoeg is om ze te vullen.

Donkere materie is een van de grootste onopgeloste raadsels in de natuurkunde. Inflatie is een ander. Als een model van een stuiterend universum licht kan werpen op ook maar één van beide — laat staan beide — dan is het de moeite waard om in de gaten te houden.

Het universum is misschien veel ouder en vreemder dan we dachten. En ergens daarboven zweven oeroude zwarte gaten stilletjes sterrenstelsels bij elkaar — fossielen van een kosmos die aan het onze voorafging.

Hoe gaaf is dat?