Dat kan weleens een Nobelprijsontdekking zijn

Het heelal ontstond met de oerknal // De inflatietheorie is de meest populaire theorie // Amerikaanse wetenschappers zeggen daarvoor nu het bewijs te hebben gevonden; een enorme doorbraak

De telescopen op Antarctica waarmee de wetenschappers van Harvard het bewijs voor de oerknal hebben ontdekt. Foto Steffen Richter, Harvard University

Amerikaanse wetenschappers zeggen dat ze het directe bewijs hebben gevonden voor de zogeheten kosmische inflatie – een cruciale fase zeer kort na de geboorte van het heelal. Dat bewijs bestaat uit hemelkaarten waarop de vingerafdrukken van ‘gravitatiegolven’ te zien zijn. Gravitatiegolven zijn rimpelingen in de structuur van ruimte en tijd.

Astronomen denken dat ons heelal ongeveer 13,8 miljard jaar geleden is ontstaan. Dat ontstaan wordt kortweg de oerknal genoemd. Volgens de inflatietheorie – de meest populaire variant van de oerknaltheorie – zwol het heelal tijdens de eerste fractie van een seconde op van iets dat kleiner was dan een atoom tot de grootte van een voetbal, om vervolgens veel geleidelijker te blijven uitdijen.

Mooie theorie, maar hoe bewijs je zoiets? De ‘smoking gun’ lijkt nu te zijn opgespoord door BICEP2, een speciale telescoop op Antarctica waarmee snapshots worden gemaakt van de kosmische achtergrondstraling. Deze straling wordt beschouwd als een zwak overblijfsel van de extreem energierijke straling die bij de oerknal is ontstaan.

Die kosmische achtergrondstraling vertoont ook dezelfde kenmerken als gewoon licht, inclusief een verschijnsel dat polarisatie wordt genoemd. Een ‘lichtstraal’ kan worden beschouwd als een op en neer gaande golf (die zich met een snelheid van bijna 300.000 kilometer per seconde voortplant). Bij de meeste lichtbronnen, zoals bijvoorbeeld de zon, verschilt de richting waarin de golf op en neer gaat van lichtstraal tot lichtstraal. Door allerlei oorzaken kunnen die golven echter een bepaalde voorkeursrichting aannemen oftewel gepolariseerd raken.

Met BICEP2 is nu een karakteristiek spiraalvormig patroon ontdekt in de polarisatie van de kosmische achtergrondstraling. En dat is precies de ‘vingerafdruk’ die door de inflatietheorie werd voorspeld. Het ontstaan ervan wordt toegeschreven aan gravitatiegolven die tijdens de korte maar hevige periode van supersnelle uitdijing werden opgewekt – golven die ervoor zorgen dat de ruimte op de ene plek wordt samengedrukt en op de andere plek wordt uitgerekt.

De komende maanden zullen concurrerende wetenschappers hun uiterste best doen om zwakke plekken in deze BICEP2-resultaten op te sporen. Als de kosmische vingerafdruk die stormen weet te doorstaan, zou de ontdekking ervan weleens goed kunnen zijn voor een Nobelprijs.

    • Eddy Echternach