Het wordt raar aan de rand van een zwart gat.
Bekende natuurkunde valt uiteen. Je hebt esoterische wiskunde nodig.
Nu hebben natuurkundigen een specifieke eigenaardigheid in de geometrie van de ruimtetijd ontdekt.
Dichtbij de drempel van het ontstaan van zwarte gaten buigt de ruimtetijd niet zomaar. Het organiseert.
Het vormt zeer geordende, zich herhalende patronen. Tijdkristallen.
Exotische materietoestanden herhalen atomaire patronen door de tijd heen. Dit doet hetzelfde, maar dan met zwaartekracht.
Eén duwtje in de rug verandert alles.
Deze kristalstructuren storten onmiddellijk in tot microscopisch kleine zwarte gaten.
“Soms veroorzaakt een kleine, ogenschijnlijk onbelangrijke oorzaak een enorme verandering”, Daniel Grumiller, TU Wenen. “Vloeibaar water bij nul Celsius. Een kleine verschuiving bevriest het. Moleculen breken in een ijskristal.”
Het grootste deel van het universum houdt zich aan de regels. Planetaire banen, botsende sterrenstelsels, de algemene relativiteitstheorie van Einstein houdt prima stand.
Kritieke ineenstorting? Nee.
Het is die smalle grens tussen verspreiden en uitsterven in een zwart gat. De vergelijkingen worden lastig. Onmogelijk om met de hand op te lossen. Computers moesten het gewicht dragen.
In 1993 gebruikte Matthew Choptuuk deze simulaties om discrete zelfgelijkenis te vinden. Patronen die echoën over kleinere schalen in de ruimtetijd.
Een kristalstaat.
Het is een tussenpunt. Onstabiel.
Het kan oplossen in de gewone ruimte en deeltjes.
Of.
Voeg een vleugje energie toe. Het onopvallende kristal verandert in een zwart gat.
Dertig jaar later bleef de wiskunde nog steeds achter. Simulaties lieten het zien, maar niemand had de analytische beschrijving.
Dus stopte het team met nadenken over ons universum.
We hebben drie ruimtedimensies, één tijdsdimensie. Standaard.
Ze hadden zich tweeënveertig voorgesteld. Of oneindig.
“Niets belet het schrijven van vergelijkingen voor grotere dimensies”, zegt Christian Ecker, Goethe Universiteit Frankfurt. ‘Vijf? Tweeënveertig?’
Hoge afmetingen zorgen ervoor dat de zwaartekracht zich lokaal concentreert. Het verkleint het probleem.
In deze denkbeeldige universums werden de vergelijkingen van Einstein beheersbaar. Ze hebben formules afgeleid voor die fractale ruimtetijdkrommingen.
De verrassing? De wiskunde hield ook stand in minder dimensies.
Deze kristallen zijn niet alleen artefacten van extradimensionale fantasieën. Ze weerspiegelen iets fundamenteels over de zwaartekracht.
Misschien heeft het universum geen honderden verborgen dimensies.
Maakt niet uit.
De techniek werkt. Het biedt een stabiele methode voor problemen die voorheen analytisch onoplosbaar waren.
Nieuwe wegen openen zich. Voorlopig blijven we zoeken.
