Olga_Kuzmina/Shutterstock
Zal de tijd ooit stoppen? – Casandra, 11 jaar, Epsom, UK
De tijd begon toen het universum begon. Hoe – en of – het universum eindigt zal bepalen of de tijd ook zal eindigen.
Wij denken dat het heelal begon met een oneindig kleine ruimte in te nemen. Om een of andere reden die we nog niet begrijpen, begon het heelal onmiddellijk uit te dijen – om groter en groter te worden. Dit idee, of “model”, van het begin van het heelal wordt de oerknal genoemd.
In 1998 ontdekten wetenschappers dat het heelal steeds sneller uitdijt, maar we weten nog steeds niet waarom dit gebeurt.
Donkere energie
Het zou iets te maken kunnen hebben met de energie van het vacuüm van de ruimte. Het zou een nieuw soort energieveld kunnen zijn. Of, het zou een compleet nieuwe vorm van fysica kunnen zijn. Om ons gebrek aan begrip te symboliseren, noemen we dit nieuwe fenomeen “donkere energie”.
Curious Kids is een serie van The Conversation die kinderen de kans geeft om hun vragen over de wereld te laten beantwoorden door deskundigen. Als je een vraag hebt die je graag door een expert beantwoord zou willen zien, stuur hem dan naar curiouskids@theconversation.com en zorg ervoor dat je de voornaam, leeftijd en woonplaats van de vragensteller vermeldt. We zullen niet elke vraag kunnen beantwoorden, maar we zullen ons best doen.
Hoewel we nog steeds proberen uit te vinden wat donkere energie is, kunnen we het nu al gebruiken om verschillende manieren te voorspellen waarop het heelal zou kunnen eindigen.
Als donkere energie niet te sterk is, zal het een oneindige hoeveelheid tijd kosten voor het universum om uit te dijen tot een oneindig grote omvang. Oneindig betekent oneindig, en in dit geval zal er dus nooit een einde aan de tijd komen.
Maar, als donkere energie te sterk is, zal het universum zo snel uitdijen dat alles erin – zelfs de minuscule atomen die de bouwstenen zijn voor elk ding dat bestaat – uit elkaar zal worden gerukt. In dit Big Rip scenario, zal het universum niet eeuwig uitdijen.
In plaats daarvan zal het zo snel uitdijen dat het op een bepaald moment een oneindig grote omvang zal bereiken. Dat moment, wanneer het heelal oneindig groot is en alle materie uit elkaar is gescheurd, zal het laatste zijn. Het universum zal ophouden te bestaan, en de tijd zal tot een einde komen.
Een beeld van melkwegstelsels in de Virgo melkwegcluster, genomen met de Nasa Galaxy Evolution Explorer ruimtetelescoop.
NASA/JPL-Caltech/SSC, CC BY-NC
Er is nog een andere manier waarop het heelal zou kunnen eindigen. Dit wordt de Big Crunch genoemd. In dit scenario zal het heelal op een bepaald moment stoppen met uitdijen en weer beginnen te krimpen.
Het heelal zal steeds kleiner worden, sterrenstelsels zullen met elkaar in botsing komen, en alle materie in het heelal zal in elkaar worden gedrukt. Wanneer het heelal weer in een oneindig kleine ruimte is geperst, zal de tijd eindigen.
The Big Bounce
Sommige natuurkundigen denken dat een Big Crunch misschien niet het einde van het heelal is, maar slechts het midden van zijn bestaan. Volgens deze denkwijze begint het heelal oneindig groot, krimpt dan oneindig lang totdat het is samengeperst tot de kleinst mogelijke omvang. Wanneer dat gebeurt, vindt er in plaats van een einde, een Big Bang plaats en begint het heelal uit te dijen.
In dit Big Bounce scenario is er een oneindige hoeveelheid tijd voordat het universum wordt samengeperst tot de kleinst mogelijke ruimte, en een oneindige hoeveelheid tijd als het daarna uitzet. Tijd heeft geen begin en geen einde.
In sommige Big Bounce modellen, stuitert het heelal maar één keer. In andere modellen gaat het door een oneindig aantal stuiteringen, voortdurend uitdijend en inkrimpend, als een accordeon die nooit ophoudt met spelen.
Al deze scenario’s laten ons zien wat mogelijk is, niet noodzakelijkerwijs wat waar is. Ten eerste moeten we nog steeds uitzoeken wat donkere energie is. Belangrijker is dat er geen garantie is dat ons huidige begrip van hoe het universum werkt, juist is.
Op een dag, misschien 100 jaar of slechts een paar weken vanaf nu, zal iemand (misschien jij?) met een betere theorie komen om de werking van het universum te beschrijven. Misschien zullen we dan weten of er ooit een einde aan de tijd komt. Aan de andere kant zal de nieuwe theorie misschien een heel ander concept van tijd hebben, of het zelfs helemaal afschaffen.
Or Graur ontvangt financiering van de UKRI Science and Technology Facilities Council.