Astrofysici plaatsen alle objecten in het heelal in één pedagogische plot
In een nieuw artikel presenteren astrofysici van de Australian National University een overzicht van de thermische geschiedenis van ons heelal en de opeenvolging van objecten (bijvoorbeeld protonen, planeten en sterrenstelsels) die uit de achtergrond condenseerden toen het heelal uitdijde en afkoelde. Hun uitgebreide pedagogische plots vestigen de aandacht op de driehoekige gebieden die verboden zijn door de algemene relativiteitstheorie en kwantumonzekerheid, en helpen bij het navigeren door de relatie tussen zwaartekracht en kwantummechanica. Hun plot van alle objecten lijkt ook te suggereren dat het heelal een zwart gat is.
“ik wilde begrijpen waar alle objecten in het heelal vandaan komen”, zegt Dr. Charles Lineweaver van de Australian National University en hoofdauteur van het artikel.
“Toen het heelal 13,8 miljard jaar geleden begon met een hete Oerknal waren er geen objecten zoals protonen, atomen, mensen, planeten, sterren of sterrenstelsels. Nu zit het heelal vol met zulke objecten.”
“Het relatief eenvoudige antwoord op de vraag waar ze vandaan kwamen is dat, toen het heelal afkoelde, al deze objecten uit een hete achtergrond condenseerde.”
Om dit proces zo eenvoudig mogelijk weer te geven hebben Dr. Lineweaver en zijn collega, Vihan Patel, student aan de Australian National University, twee plots gemaakt.
De eerste toont de temperatuur en dichtheid van het heelal terwijl het uitdijde en afkoelde. De tweede plot de massa en grootte van alle objecten in het heelal.
Het resultaat is de meest uitgebreide kaart ooit gemaakt van alle objecten in het heelal.
Volgens Patel riep het project een aantal belangrijke vragen op. Delen van de plot zijn “verboden” – waar objecten niet dichter kunnen zijn dan zwarte gaten, of zo klein zijn dat de kwantummechanica de aard van wat het werkelijk betekent om een enkelvoudig object te zijn, vervaagd.
De grenzen van de plots en wat daarbuiten ligt, zijn ook een groot mysterie.
“Aan de kleinere kant, de plaats waar de kwantummechanica en de algemene relativiteitstheorie elkaar ontmoeten, bevindt zich het kleinst mogelijke object – een instaton,” volgens Patel.
“Deze plot suggereert dat het heelal mogelijk is begonnen als een instaton, dat een specifieke grootte en massa heeft, in plaats van een singulariteit, wat een hypothetisch punt is van oneindige dichtheid en temperatuur.
“Aan de bredere kant suggereert de plot dat als er niets – een compleet vacuüm – van buiten het waarneembare heelal zou zijn, ons heelal een groot zwart gat met lage dichtheid zou zijn.”
“Dit is een beetje angstaanjagend, maar we hebben goede redenen om aan te nemen dat dit niet het geval is.
Het artikel is gepubliceerd in de American Journal of Physics.
Artikel: Charles H. Lineweaver & Vihan M. Patel. 2023. All objects and some questions. Am. J. Phys 91 (10): 819-825; doi: 10.1119/5.0150209
Eerste publicatie: 22 oktober 2023
Bron: sci-news
