Theorie van het toroïdale universum

Sjabloon:Zijbalk fysische kosmologie De theorie van het toroïdale universum is een kosmologisch model dat stelt dat het universum de vorm heeft van een torus met een driedimensionaal oppervlak,^[1] in de wiskunde ook wel bekend als een 3-torus. Het vigerende standaardmodel is daarentegen een vlak heelal dat niet gekromd is.^[2] Volgens het onbewezen model heeft het universum volgens de donuttheorie een gebogen vorm waarbij het oppervlak naar zichzelf terugbuigt.

Deze theorie stelt het heersende concept ter discussie dat het universum een oneindige, geometrisch vlakke structuur heeft. Als in een donutvormig universum een ruimtevaartuig in één rechte lijn zou reizen, zou het uiteindelijk terugkeren naar waar het begonnen was en zouden natuurkundigen de grootte van het universum kunnen meten.^[3] Indien waarnemingen van het universum zich telkens herhalende elementen zouden vertonen, zou dat een aanwijzing kunnen zijn dat het universum deze vorm heeft.^[4] Er is echter tot dusver geen enkel bewijs dat het universum inderdaad een dergelijke complexe topologische vorm heeft.^[5]

Onderzoek[bewerken]

Het idee van een torusvormig heelal ontstond in de jaren 1980. Dr. Alexei Starobinski, een theoreticus aan het instituut voor theoretische fysica in Moskou, stelde in 1984 samen met zijn mentor, dr. Jakov Borisovitsj Zeldovitsj, voor dat het universum in de vorm van een donut zou kunnen zijn ontstaan.^[6]

In 2021 opperde een team van Europese wetenschappers in een onderzoek dat het idee van een 'gevouwen universum', waarvan de randen op meerdere plaatsen met elkaar verbonden zijn om een gesloten lus te vormen, logischer kan zijn dan de oneindige uitgestrektheid waar doorgaans van wordt uitgegaan.^[7] Het team van astrofysici en kosmologen van de Universiteit van Ulm en de Universiteit van Lyon bestudeerde het licht dat overbleef van de oerknal, bekend als de kosmische achtergrondstraling, en stelde vast dat het heelal mogelijk een driedimensionale torus is.^[8] Bij het bestuderen van dit licht uit het zeer vroege universum kwamen zij tot de conclusie dat ons heelal mogelijk meervoudig verbonden is, wat betekent dat de ruimte in alle drie de dimensies op zichzelf gesloten is, zoals een driedimensionale donut.^[3]

Als de hypothese van het donutvormige universum waar zou zijn, impliceert dit twee belangrijke zaken. Ten eerste zou een meervoudig verbonden universum betekenen dat het universum eindig is en kleiner dan verwacht: slechts drie tot vier keer groter dan de grenzen van het waarneembare universum (ongeveer 45 miljard lichtjaar ver),^[3], hoewel dit vanuit menselijk perspectief nog steeds enorm groot lijkt. Thomas Buchert, co-auteur van de studie en astrofysicus aan de Universiteit van Lyon, benadrukt dit door te stellen dat de grootte van het universum bekend zou moeten zijn. Ten tweede zou dit betekenen dat het universum uiteindelijk in zichzelf zal instorten, in plaats van oneindig uit te dijen.^[7]

Een artikel gepubliceerd in 2023 stelt dat eerdere ideeën over het universum mogelijk te simpel waren. Het artikel suggereert dat het universum meer dan één dimensie heeft waarin het zichzelf omwikkelt en dat het universum op die manier dus ingewikkelder in elkaar zit dan wordt aangenomen. Dit kan sommige vreemde patronen die we in de kosmische achtergrondstraling zien, verklaren. De onderzoekers stellen voor om dit verder te onderzoeken, wat zou kunnen betekenen dat er ergens in ons complexe universum een soort spiegelbeeld van ons bestaat.^[9]