We leven in een onmogelijk heelal: dit zijn de 5 grootste raadsels van de astronomen

Alles moet verdwijnen bij de geboorte

We weten dat het heelal ontstond met de oerknal – maar er klopt iets niet, want er verschenen evenveel deeltjes als antideeltjes, maar omdat die elkaar opheffen als ze elkaar tegenkomen, zouden wij niet moeten bestaan. Toch bleef er een restje materie over, dat alles in het heelal vormde.

• Status:
  Om meer te weten te komen over antideeltjes bestuderen natuurkundigen bij de grootste deeltjesversneller ter wereld, de LHC, het verval van B-mesonen, die bestaan uit een quark en een antiquark. Het lijkt erop dat antideeltjes iets makkelijker vervallen dan deeltjes, waardoor de overtollige materie na de oerknal kan zijn ontstaan. De LHCb-detector is zojuist verbeterd om uitsluitsel te kunnen geven.

• Het grote perspectief:
  Als materie wat steviger is dan antimaterie, lost dat niet alleen het raadsel van de oorsprong van alles op – het gooit ook de huidige atoomtheorie open, die voorspelt dat materie en antimaterie hetzelfde zijn, afgezien van tegengestelde elektrische ladingen. Dit kan het pad effenen voor de ontwikkeling van een theorie van alles.

Slechts 5 procent van het heelal is zichtbaar

In het heelal zien we miljarden planeten, sterren en sterrenstelsels, maar die vormen slechts een fractie van de totale massa. De rest bestaat uit donkere materie en donkere energie, waarvan nog steeds niet bekend is waaruit ze bestaan of hoe ze werken.

• Status:
  Detectoren met vloeibaar xenon kunnen donkere deeltjes detecteren als deze op een xenonkern stuiten, die in beweging brengen en dan licht uitzenden. Drie nieuwe detectoren in Europa, de VS en China hebben zojuist de jacht op de donkere krachten geopend. Daarnaast zullen ruimtetelescopen als de James Webb en zijn opvolger Roman meten hoe snel het heelal is uitgedijd sinds de oerknal om een idee te krijgen van de werking van donkere energie.

• Het grote perspectief:
  Als natuurkundigen en astronomen de raadsels van de donkere kant van het heelal kunnen oplossen, komen ze in de buurt van een theorie die alles beschrijft, van de kleinste bouwstenen van atomen tot de natuurkrachten die het heelal bijeenhouden.

Reuzenquasars ontstonden veel te vroeg

Quasars vormen het hart van de helderste sterrenstelsels. Hun licht wordt uitgezonden door gassen rond een superzwaar zwart gat en door stromen deeltjes die door het sterrenstelsel naar buiten schieten. Maar omdat de eerste quasars al 690 miljoen jaar na de oerknal verschenen, waren de superzware zwarte gaten volgens de theorie lang niet groot genoeg om hun licht te ontsteken.

• Status:
  De heersende verklaring is dat reuzensterren explodeerden tot kleine zwarte gaten, die samensmolten tot één reusachtig superzwaar zwart gat. Maar een superzwaar zwart gat kan zich niet zo kort na de oerknal vormen als het proces zo langzaam verloopt. Een alternatieve verklaring is dat enorme gaswolken zijn ingestort tot zwarte gaten van 1 miljoen zonnemassa’s, die snel samensmolten tot enorme superzware zwarte gaten. De ruimtetelescoop James Webb kan de puzzel misschien oplossen, omdat hij terug kan kijken naar de oorsprong van de eerste superzware zwarte gaten.

• Het grote perspectief:
  Als astronomen de alternatieve theorie kunnen bewijzen, kunnen ze verklaren hoe de eerste sterrenstelsels zijn ontstaan.

Supernova houdt het vol

Reuzensterren kunnen exploderen als supernova’s, waarbij ze een neutronenster of een zwart gat achterlaten. Dat gebeurt relatief snel. Maar nu hebben astronomen een stel mysterieuze supernova’s ontdekt die tot 10.000 keer meer licht uitzenden dan normaal en nog lang na de explosie röntgenstraling uitzenden.

• Status:
  De eerste gigantische explosie, de Koe genaamd, werd in 2018 ontdekt. Terwijl een normale supernova enkele weken nodig heeft om helder te worden, straalde de Koe zijn extreme licht onmiddellijk uit. Daarna nam de röntgenstraling gedurende 60 dagen toe in plaats van weg te ebben. Onderzoekers hebben nu vijf van dit soort supernova’s ontdekt, die door verschillende telescopen op aarde worden gevolgd om zicht te krijgen op het proces erachter.

• Het grote perspectief:
  Supernova’s spelen een sleutelrol in sterrenstelsels omdat zware elementen als ijzer en nikkel in de explosies worden gevormd en opgenomen in rotsplaneten zoals de aarde. Het doorgronden van supernova’s is belangrijk, omdat ze bepalen waar in het heelal leven kan ontstaan.

Negen stippen verlichtten de hemel op 12 april 1950, en ze zijn nooit eerder of later waargenomen. Onderzoekers hebben alle bekende technische en astronomische verklaringen uitgesloten en blijven achter met één grote vraag: waren er die dag buitenaardse wezens in de buurt van de aarde?

• Status:
  De stippen zijn geen satellieten, want de eerste sonde, de Spoetnik, werd pas zeven jaar later gelanceerd. Ook verklaringen als druppels speeksel op de fotografische plaat zijn uitgesloten. Het zijn ook geen planetoïden of vlammen van rode dwergsterren. Astronomen controleren nu nog één keer op onopgemerkte technische fouten. Als die kunnen worden uitgesloten, begint de jacht op aliens pas echt.

• Het grote perspectief:
  Al 70 jaar luisteren wetenschappers met de laatste methoden tevergeefs naar radiosignalen van geavanceerde beschavingen. Een nieuwe methode kan het detecteren van lichten zijn die plotseling aan en uit gaan. Dat licht kan veroorzaakt worden door reflecties van zonlicht van grote ruimteschepen, of door aliens die communiceren via laserstralen.