Al decennialang vroegen astronomen zich af of ons heelal nu wel of niet het enige is. Maar astronomen hebben het eerste mogelijke bewijs gevonden dat we omringd worden door onbekende werelden in een zogeheten multiversum. En dat kan ons begrip van de ruimte op z’n kop zetten.

Vlak na de oerknal groeide het pas ontstane heelal uit van het formaat van een elektron tot een voetbal.

Deze inflatie verliep sneller dan het licht en duurde een biljardste van een biljardste van een biljardste seconde. Daarna ging de uitdijing in een lager tempo verder.

Het universum werd opgeblazen als een ballon, en de hele kosmologie is gebaseerd op deze ene fundamentele gebeurtenis. De inflatietheorie daagt wel ons begrip uit van de structuur van de ruimte.

Ze voorspelt dat de inflatie niet alleen optrad in het kleine gebiedje dat uitgroeide tot ons universum, maar stelt dat het proces chaotischer was en plaatsvond in een veel grotere ruimte, waar tal van universa opdoemden – zoals popcorn in een pan met zinderende olie.

Volgens de theorie zijn er zeker miljarden universumbellen rond ons eigen universum, en leven we in een multiversum.

Al decennialang vragen astronomen zich af of de multiversumtheorie wel klopt, maar het eerste mogelijke bewijs is opgedoken: het universum heeft een merkwaardige koude plek, die een krater kan zijn van een botsing met een ander universum.

Inflatie verklaart het heelal

De inflatietheorie werd in de jaren 1980 in het model van de oerknal geïntroduceerd om te verklaren waarom de sterrenstelsels gelijkmatig over het heelal zijn verspreid.

Als de uitdijing van het heelal zich na de oerknal in een gestaag tempo voltrokken had, dan had de zwaartekracht materie in clusters kunnen verdelen.

De bliksemsnelle inflatie verdeelde de massa van meet af aan gelijkmatig, zoals de lucht gelijkmatig wordt verdeeld in een ballon die wordt opgeblazen.

De inflatie verklaart bovendien waarom de temperatuur overal in het heelal gelijk is. Toen ons pas ontstane heelal zo groot was als een elektron, had alle materie ongeveer dezelfde temperatuur, en tijdens de inflatie kwam daar geen verandering in.

Heelal is – bijna – overal even warm

De uniforme temperatuur is af te lezen aan de kosmische achtergrondstraling, die 380.000 jaar na de oerknal uitgezonden is.

Daarvoor was het universum zo heet dat straling constant in materie veranderde, waar geen licht aan kon ontsnappen. Maar toen het universum groot en koud genoeg was geworden om waterstofatomen te gaan vormen, ontsnapte het licht aan de materie in een flits.

Vervolgens werd het weer donker doordat de neutrale waterstofatomen geen zichtbaar licht gaven. Het licht keerde pas terug toen de eerste sterrenstelsels honderden miljoenen jaren later verschenen.

Tientallen jaren van observatie tonen aan dat de temperatuur over het algemeen slechts enkele miljoenste graden varieert – behalve op één plaats.

In 2004 ontdekten astronomen een bijzonder koude plek in de achtergrondstraling, op 3 miljard lichtjaar van de aarde. De plek beslaat een gebied van vijf graden aan de hemel en is 0,00015 °C kouder dan de temperatuur van de straling van 2,73 °C boven het absolute nulpunt.

Kou lijkt gezichtsbedrog

Tot voor kort dachten de onderzoekers dat het koude gebied te wijten was aan een gigantisch vacuüm met een omvang van 1,8 miljard lichtjaar tussen ons en de koude plek in.

Wanneer lichtgolven van de achtergrondstraling door zo’n groot vacuüm gaan, verliezen ze energie op weg naar de leegte toe en krijgen ze energie op de terugweg.

De astronomen vergelijken het verschijnsel met een knikker die bergopwaarts energie verliest en er aan de andere kant van de berg hard af rolt.

In een stilstaand heelal zou het licht uit het vacuüm komen met precies dezelfde energie als waarmee de golven erin kwamen.

Maar omdat het heelal is uitgedijd in de 1,8 miljard jaar waarin het licht door het vacuüm is getrokken, is de ‘berg’ op weg uit het vacuüm minder steil. Op die manier herwint het licht niet alle energie en ziet het er iets langgolviger en kouder uit.

De onderzoekers dachten dat de koude plek gezichtsbedrog was, gecreëerd door de leegte.

Oude theorie sneuvelt

Maar Britse astronomen van Durham University hebben de oorspronkelijke verklaring verworpen door aan te tonen dat de kolossale leegte helemaal niet bestaat: er zijn evenveel sterrenstelsels tussen de aarde en de koude plek als tussen onze aardbol en andere plekken in de achtergrondstraling.

Daarom neigen de astronomen nu naar een andere verklaring: de plek is een krater van een botsing tussen ons heelal en een ander heelal die tijdens de inflatie plaatsvond.

Door de botsing werden massa en energie weggeblazen en ontstond er een bijzonder koude plek in de achtergrondstraling.