Met zwaartekrachtgolven zou de allereerste seconde van het heelal waargenomen kúnnen worden

Credit: NASA, ESA, CSA, and STScI, M. Zamani (ESA/Webb), L. Hustak (STScI). Science: B. Robertson (UCSC), S. Tacchella (Cambridge), E. Curtis-Lake (Hertfordshire), S. Carniani (Scuola Normale Superiore), and the JADES Collaboration

De allereerste seconde van het heelal ligt zo’n 13,8 miljard jaar achter ons, toen de oerknal plaatsvond. Kijk je met een telescoop naar objecten in het heelal dan kijk je ook terug in de tijd, want het licht van die objecten reist met de lichtsnelheid (300.000 km/s) en heeft er dus een bepaalde periode over gedaan om ons te bereiken. Kijk je naar de zon dan zie je de zon zoals die acht minuten geleden was, kijk je naar het Andromedastelsel dan kijk je ruim twee miljoen jaar in het verleden, kijk je naar JADES-GS-z13-0 dan kijk je maar liefst 13,576 miljard jaar terug in de tijd. Daarmee lijkt JADES-GS-z13-0 (roodverschuiving z∼13,2, zie de foto hierboven) het object te zijn dat het dichtst in de buurt komt van de oerknal. Maar dat is niet zo, want het alleroudste licht is van de kosmische microgolf-achtergrondstraling, dat dateert van 380.000 jaar na de oerknal, dus van iets minder dan 13,8 miljard jaar geleden, de roodverschuiving van die straling is z∼1100!

‘Landschap’ van mogelijke bronnen van zwaartekrachtgolven uit een kosmische 1e orde faseovergang. Credit: arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2401.04388

Daarmee lijkt de CMB, zoals die straling op z’n Engels afgekort wordt, het licht te zijn dat het dichtst bij de oerknal komt. Licht bestaat uit fotonen en die kunnen we inderdaad niet waarnemen uit de periode vóór 380.000 jaar na de oerknal, het moment dat ook wel bekend staat als het oppervlak van de laatste verstrooiing. Maar er lijkt een andere mogelijkheid te zijn om signalen van zeer kort na de oerknal waar te nemen, zelfs tot de allereerste seconde toe! Rishav Roshan en Graham White (University of Southampton) hebben berekend dat er primordiale zwaartekrachtgolven detecteerbaar moeten zijn, die in die allereerste seconde werden geproduceerd en die nu als gigantische rimpels in de ruimte door het heelal reizen. Er zouden volgens het duo drie manieren moeten zijn om die zwaartekrachtgolven te detecteren, via ‘pulsar timing arrays’ (PTA’s), astrometrie en interferometrie. Zwaartekrachtgolven zijn al vele malen waargenomen, de allereerste keer op 15 september 2015, en wel met de LIGO-Virgo detectoren, maar dat betrof altijd zwaartekrachtgolven van botsende zwarte gaten of neutronensterren. Nooit zijn zwaartekrachtgolven geproduceerd door de oerknal waargenomen, maar Roshan en White denken dat dat in theorie wel moet kunnen.

Meer informatie vind je in het vakartikel van Rishav Roshan et al, Using gravitational waves to see the first second of the Universe, arXiv (2024).

Bron: Phys.org.

Gerelateerde Astroblogs:

BlackGEM-telescopen beginnen jacht op bronnen van zwaartekrachtgolven Deutsches Zentrum für Astrophysik en Nikhef: intensieve samenwerking op gebied van research Onderzoekers stellen dat de uitdijing van ons universum mogelijk het gevolg is van het versmelten met ‘baby-universums’