Het onlangs ontdekte Higgs Boson, dat deeltjes hun massa geeft, had de kosmos kort na zijn geboorte kunnen vernietigen, waardoor het heelal vlak na de oerknal in elkaar zou zijn gestort. Maar de zwaartekracht, de kracht die planeten en sterren bij elkaar houdt, zou dit hebben kunnen voorkomen, zeggen wetenschappers.
In 2012 bevestigden wetenschappers de ontdekking van het langgezochte Higgs boson, ook bekend onder zijn bijnaam het “God-deeltje”, bij de Large Hadron Collider (LHC), de krachtigste deeltjesversneller op aarde. Dit deeltje helpt massa te geven aan alle elementaire deeltjes die massa hebben, zoals elektronen en protonen. Elementaire deeltjes die geen massa hebben, zoals de fotonen waaruit licht bestaat, krijgen geen massa van het Higgs-boson.
De experimenten die het Higgs-boson ontdekten, onthulden dat het een massa had van 125 miljard elektronvolt, oftewel meer dan 130 keer de massa van het proton. Deze ontdekking leidde echter tot een mysterie – bij die massa zou het Higgs-boson het heelal vlak na de oerknal hebben moeten vernietigen.
Dit komt doordat Higgs-deeltjes elkaar bij hoge energieën aantrekken. Om dit te laten gebeuren, moeten de energieën buitengewoon hoog zijn, “minstens een miljoen keer hoger dan de LHC kan bereiken,” vertelde mede-auteur Arttu Rajantie van de studie, een theoretisch natuurkundige aan het Imperial College in Londen, aan Space.com.
Recht na de oerknal was er echter gemakkelijk genoeg energie om Higgs bosonen elkaar te laten aantrekken. Dit zou ertoe kunnen hebben geleid dat het vroege heelal samentrok in plaats van uitdijde, waardoor het kort na zijn geboorte uitdoofde.
“Het Standaard Model van deeltjesfysica, dat wetenschappers gebruiken om elementaire deeltjes en hun interacties te verklaren, heeft tot nu toe geen antwoord gegeven op de vraag waarom het heelal na de oerknal niet in elkaar stortte,” zei Rajantie in een verklaring.
Een aantal wetenschappers had gesuggereerd dat nieuwe natuurkundige wetten of nog niet ontdekte deeltjes het heelal hadden kunnen stabiliseren voor het gevaar van het Higgs boson. Nu hebben Rajantie en zijn collega’s ontdekt dat de zwaartekracht dit mysterie kan oplossen.
Zwaartekracht is een gevolg van massa’s die het weefsel van ruimte en tijd vervormen. Denk maar aan de manier waarop bowlingballen de rubberen matten vervormen waarop ze liggen.
Het vroege heelal was erg dicht, omdat het nog niet de kans had gehad veel uit te zetten. Dit betekende dat de ruimte-tijd toen sterk gekromd was.
Uit de berekeningen van de onderzoekers bleek dat wanneer de ruimte-tijd sterk gekromd is, het Higgs boson in massa toeneemt. Dit zou ook de hoeveelheid energie hebben verhoogd die nodig is om Higgs bosonen elkaar te laten aantrekken, waardoor instabiliteit die het vroege heelal had kunnen laten instorten, werd voorkomen.
Nu Rajantie en zijn collega’s hebben onthuld dat de wisselwerking tussen zwaartekracht en de Higgs een belangrijke rol speelde in het vroege heelal, willen ze meer te weten komen over de sterkte van deze wisselwerking. Dit zou onder meer kunnen inhouden dat wordt gekeken naar hoe het vroege heelal zich ontwikkelde met behulp van gegevens van huidige en toekomstige missies van de Europese Ruimtevaartorganisatie die tot doel hebben de kosmische microgolf-achtergrondstraling te meten, die de echo’s vormen die zijn overgebleven van de oerknal, aldus Rajantie. Het zou ook het bestuderen van gravitatiegolven kunnen omvatten, wat onzichtbare rimpelingen in het weefsel van ruimtetijd zijn die worden afgegeven door versnellende massa’s, zei hij.
Het onderzoek is gedetailleerd beschreven in de 17 november editie van het tijdschrift Physical Review Letters.
Volg ons @Spacedotcom, Facebook en Google+. Origineel artikel op Space.com.
Recent news