Er gåten endelig løst?

Tok Einstein feil?

Spørsmålet synes å bli stilt oftere og oftere av forskere ettersom vi har mulighet til å etterprøve konsekvensen av ideene til 1900-tallets største fysiker.

Noen av utfordringene er som følger:

Vekten av massen vi kan observere i universet er altfor liten i forhold til hva Einsteins teorier tilsier. Det er slik ideen om mørk materie ble skapt. En usynlig masse som må være der, en slags «nødløsning» vi har tydd til for å få relativitetsteorien til å stemme.

Videre kan man ikke fullgodt forklare hvordan Big Bang startet. Eller hva den mystiske mørke energien egentlig er, som man tror er årsaken til at universet utvider seg.

Du kan gå dypere inn problemene i disse artiklene:

Kort sagt, ser vi egentlig hele bildet, eller er det faktorer vi ikke har oversikt over?

Spinnvilt

Astrofysiker Nikodem Poplawski og hans team ved universitetet i Indiana har en mulig løsning på problemet som fordrer at en nullstiller ideen om vårt univers en smule.

Poplawski foreslår at sorte hull er fødestue for universer. Og dermed: At vårt eget univers eksisterer inne i et sort hull.

Poplawski forklarer ideen i relativt forståelig språk i denne artikkelen på insidescience.org. Her forsøker vi å gjøre det enda litt mer forståelig.

I dag har vi to ledende teorier som forklarer vår verden. Einsteins generelle relativitetsteori tar for seg kosmos i stor skala, mens kvantemekanikken forklarer ting i mikrokosmos - atomer, kvarker og den type ting.

Einstein lanserte begrepet romtid, som sier at alt som skjer i universet er et punkt i rom og tid, og at et massivt objekt som jorden påvirker og krummer romtid. Det er denne krumningen vi opplever som tyngdekraft.

Problemet er at disse to teoriene ikke snakker så godt med hverandre. På 60-tallet forsøkte man å forene tankesettene i en teori kalt Einstein-Cartan-Sciama-Kibble-teorien, og denne la til en viktig faktor. At objekter spinner.

Spinn - som har en frastøtende effekt - er også en av grunnsteinene i Poplawskis teori. Han mener at spinn påvirker romtid, og skaper såkalt torsjon, eller vridning.

- For å forstå torsjon, prøv isteden å forestille deg romtid som en bøyelig stang istedenfor et todimensjonalt lerret. Å bøye stangen svarer til å krumme romtid, mens å vri stangen svarer vridning av romtid, forklarer Poplawski.

Teorien - i kortversjonen

La oss gå tilbake til skapelsen av vårt univers. Uten å forsøke å gå i detalj, mener fysikeren at de frastøtende kreftene i stadig kraftigere vridning hindret gravitasjonen fra å klumpe sammen støv, stein, gass og is med uendelig tetthet. Isteden nådde massen et endelig nivå av tetthet, bestående av mega-super-kjempe-tunge objekter.

Energien i et slikt system er enorm, og siden energi kan forvandles til masse, mener fysikerne at det stadig ville skapes nye partikler (med spinn) fra energien som igjen ville øke tettheten i det sorte hullet.

Den frastøtende kraften i det stadig økende antallet partikler med spinn, mener Poplawski ikke bare til slutt vil stoppe sammenpressingen av masse, men også få massen til å «sprette tilbake» omtrent som en sammenklemt badeball du slipper trykket på.

- Dette kan forklare både formen på vårt univers og hvorfor det utvider seg slik det gjør, skriver Poplawski.

Forbausende scenario

Om fysikkteoretikeren har rett, skriver han at mekanismen i torsjon skaper et forbausende scenario.

- Hvert eneste sorte hull vil dermed produsere et nytt babyunivers. Og hvis det stemmer, kom det første stoffet i vårt univers fra et annet sted.

Han presiserer:

- Vårt univers kan være innsiden av et sort hull som eksisterer i et annet univers.

Akkurat som vi ikke kan se inn i sorte hull i vårt univers kan ingen i universet utenfor se inn i det sorte hullet som rommer vårt verdensrom, heller.

Kan forklare mørk energi og materie

Mekanismen i spinn kan også forklare hvordan vanlig materie brytes ned til de kjente elektronene og kvarkene, mens antimaterie vil brytes ned til den mystiske mørke, materien.

Poplawski hevder også at torsjon kan være kilden til det vi omtaler som mørk energi. I geometrien vil torsjon naturlig skape en utgående kraft, en såkalt «kosmologisk konstant». Dette passer sammen med oppdagelsen astrofysikerne Saul Perlmutter, Adam Riess og Brian Schmidt gjorde nylig.

De oppdaget det som regnes som et av de største gjennombruddene i teoretisk astrofysikk på mange år, nemlig at universet akselererer - ikke sakker opp slik man tidligere har trodd.

- Observasjonen av at universet aksellererer kan ende opp som det sterkeste beviset for torsjon, hevder Poplawski.

Hadde Einstein rett, likevel?

At akselerasjonen av universet avtar er en av konsekvensene av Einsteins generelle relativitetsteori.

På bakgrunn av Einsteins teori fra 1915 har man trodd at den eneste langtrekkende naturlige kraften som kunne påvirke utviklingen av universet, var gravitasjonen. Derfor forventet man altså at galaksene ville trekke på hverandre, og dermed sakke ned farten på universets utvidelse etter big bang.

En kan likevel stille seg spørsmålet om dette er Einsteins største feiltakelse - eller om han hadde rett hele veien.

Einstein snakket nemlig selv om en frastøtende energi. Bakgrunnen hans var at universitet verken utvidet seg eller trakk seg sammen. Dermed måtte det eksistere en kraft som motvirket gravitasjonen. Einstein snakket om «den kosmologiske konstanten».

Da Edwin Hubble oppdaget at universet ikke var statisk i 1929, men utvidet seg, trakk Einstein selv «den kosmologiske konstanten» ut av ligningene i relativitetsteorien, og omtalte siden dette for sine største feiltakelse. Med oppdagelsen av det akselererende universet, kan det imidlertid se ut til at Einstein var inne på noe ...

Skaper nye gåter

Om vi nå svelger Poplawskis idé, skaper det en haug nye spørsmål.

- Torsjon løser mange spørsmål, men reiser nye. For eksempel, hva vet vi om universet utenfor og det sorte hullet vårt univers holder til i? Hvor mange slike lag med universer kan det finnes?

Og ikke minst:

- Hvordan kan vi undersøke om vårt univers faktisk eksisterer inne i et sort hull?

Ifølge Poplawski er det mulig å utforske det siste spørsmålet. Alle objekter i vårt univers roterer, og en kan forvente at den «foretrukne» retningen på rotasjonen er nedarvet fra foreldreuniverset. En fersk undersøkelse av 15.000 galakser tyder på at de roterer i forskjellige retninger avhengig av hvor i universet de befinner seg. Dette kan astronomoene viktige spor i forskningen.

- Jeg mener uansett at å trekke torsjon inn i geometrien til romtid, er et skritt i riktig retning for en vellykket teori om kosmos, avslutter Nikodem Poplawski.

Hva ligger utenfor universet?

Poplawski er slett ikke den første som tenker tanken om at det kan eksistere noe utenfor vårt eget univers. Vitenskapen regner med at det universet vi kan observere, har begrenset utstrekning.

Vi befinner oss i et univers som er 13,7 milliarder år gammelt. Men fordi det utvider seg, er det synlige universet større enn man i utgangspunktet skulle tro. En galakse som har sendt lys mot oss i 10 milliarder år, ligger ikke 10 milliarder lysår borte.

Den ligger enda lenger unna fordi universet har utvidet seg mens lyset var på vei hit. Tar vi hensyn til det, blir radiusen på det synlige universet cirka 42 milliarder lysår. Dette rommet kalles hubbleuniverset.

Det er ikke utenkelig at det ligger noe utenfor dette området. Og big bang-teorien åpner også muligheten for at det finnes et uendelig stort rom utenfor hubbleuniverset.

Det kalles et multivers av type 1 og består i praksis av forskjellige områder fordi universets alder begrenser hvor langt bort vi kan se – og vil gjøre det uansett hvor man befinner seg.

Er denne forklaringen riktig, blir svaret på det opprinnelige spørsmålet: Utenfor det synlige universet er det bare enda mer univers.

Det er teoretisk mulig at det finnes enda en type multivers, kalt type 2. Det er også uendelig mange universer i dette multiverset, men de er strengt atskilt fra oss.

Alle universene er bobler i et tomrom, og de har egenskaper vi ikke har evne til å tenke oss og som bare kan beskrives matematisk. Naturlovene i de forskjellige bob­lene er sannsynligvis svært forskjellige, og det betyr at alle tenkelige naturlover forekommer et eller annet sted. Er denne forklaringen riktig, finnes det utenfor vårt univers et tomrom og langt borte utallige andre bobler.

For øvrig har teorien om et uendelig stort type 1-multivers en interessant filosofisk konsekvens: Hvis naturlovene er like overalt, vil alt bli gjentatt uendelig mange ganger. Langt borte sitter det altså nå utallige av dine dobbeltgjengere og leser denne artikkelen

Likte du denne saken? Da kan vi anbefale disse også: