Volgens een omstreden theorie van Dejan Stojkovic had ons heelal vlak na de Big Bang meer weg van een lijn dan van een ruimte zoals wij die nu kennen. Stojkovic en collega Jonas Mureika hebben nu een test bedacht om aan te tonen of hun theorie klopt of niet:  de afwezigheid van zwaartekrachtsgolven uit het vroege heelal. En er is nog meer. Misschien dat grote stukken heelal al vierdimensionaal zijn geworden. Zou dit die merkwaardige kosmische lege ruimtes tussen de melkwegstelsels en de versnelde uitzetting van het heelal verklaren?

 Animatie van een hyperkubus, een vierdimensionale kubus.

Vorming tweede en derde dimensie in plaats van inflatie
Stojkovic’ theorie, waar we al een eerder artikel aan hebben gewijd, komt er op neer dat het heelal vlak na de oerknal ééndimensionaal was. Toen het heelal verder afkoelde, ontstonden de tweede en uiteindelijk de derde dimensie. Het aannemen van een tijdperk van extreemsnelle inflatie, op dit moment het grote paradigma in de kosmologie, is hiermee niet meer nodig, stelt Stojkovic. Wat er gebeurde was domweg het ontstaan van de tweede respectievelijk derde dimensie waardoor het aantal bewegingsmogelijkheden (dat we waarnemen als ruimte) explosief groeide. Dit zou betekenen, dat de kosmologie die we nu kennen sterk vereenvoudigd zou worden. Het is niet meer nodig om een mythische inflatoire kracht, uiteenvallend vals vacuüm en andere woeste bedenksels te hanteren.

Algemene relativiteitstheorie en kwantummechanica komen in harmonie
De speciale relativiteit kloppend krijgen met kwantummechanica lukt nog wel, denk aan de relativistische Dirac-vergelijking, maar bij de algemene relativiteitstheorie is dat hopeloos. Als het aantal dimensies op de allerkleinste schaal (in de buurt van de extreem korte Plancklengte, vele ordes van grootte kleiner dan een proton) wordt teruggebracht, verdwijnen de wiskundige nachtmerries, die alle pogingen om kwantummechanica met de algemene relativiteitstheorie in overeenstemming te brengen, frustreren.

Massa Higgsdeeltje hoeft niet aangepast te worden
We weten nog steeds niet waar elementaire deeltjes als elektronen en quarks hun massa vandaan halen. Het Standaardmodel introduceert hiervoor het zogeheten Higgsdeeltje, dat aan deeltjes waar we massa van waarnemen, kleeft als een soort stroop en zo traag en zwaar maakt. Alle pogingen om dit Higgsdeeltje te vinden zijn tot nu toe mislukt. Met dit Higgsdeeltje is er nog een probleem: bestaande theorieën voorspellen een veel te hoge massa, wat in strijd zou zijn met het standaardmodel. Dit moet dus kunstmatig  aangepast worden. Dat hoeft niet meer in Stojkovic’ theorie.

Extra dimensie verklaart versnelde uitzetting
Het meest hallucinerende gevolg van Stojkovic’s theorie is wel het ontstaan van een extra dimensie in het hier en nu. Ongeveer tien jaar geleden werd een ontdekking gedaan die de bekende kosmologie behoorlijk overhoop gooide. Het heelal zet steeds sneller uit. Zelfs Einsteins verfoeide kosmologische constante, ooit door hem de grootste vergissing van zijn leven genoemd, werd weer van stal gehaald om dit te verklaren. In kosmologische modellen wordt uitgegaan van zogeheten donkere energie die dit op zijn geweten heeft. Onzin, stelt Stojkovic. Steeds grotere delen van het heelal gaan over naar de vierde dimensie, wat wij waarnemen als uitzetting. Wanneer zijn wij aan de beurt?

Experimentele bewijzen?
Waarnemingen aan extreem energierijke kosmische straling lijkt te wijzen op het reduceren van het aantal dimensies bij energieën, hoger dan een tera-elektronvolt. Deze energieschaal is ook waarneembaar bij botsingen in de enorme Large Hadron Collider van het CERN onder het meer van Genève. Klopt Stojkovic’ theorie, dan merken we dat dus de komende jaren, als er meer hoge-energie botsingen zijn geregistreerd. En kunnen er heel wat natuurkundeboekjes herschreven worden…

Bronnen
ScienceDaily
Physics Review Letters
Arxiv.org