Wat zou er gebeuren als van het ene op het andere moment de tijd plotseling stil zou komen te staan? Tot nu toe was dat metafysische speculatie, maar natuurkundige Igor Smolyaninov is er in geslaagd het Einde van de Tijd na te bootsen. In een onverwacht alledaags materiaal. Wat gebeurt er als de tijd letterlijk opraakt?
Universum nabootsen in grafeen
Natuurkundigen vinden steeds meer fysische systemen die gebruikt kunnen worden als model van ruimtetijd. Zo kunnen ze spelen met de algemene relativiteitstheorie in een systeem dat wiskundig gezien erg lijkt op ruimtetijd. Een paar voorbeelden: elektronen in grafeen, het kippengaas van koolstofatomen dat de ontdekkers een Nobelprijs opleverde, gedragen zich bij afkoelen ongeveer zo als het universum vlak na de Big Bang waardoor natuurkundigen in staat zijn, door grafeen te koelen meer te weten te komen van het vroege heelal.
Elektromagnetische ruimte
Wat zou er gebeuren als de tijd ophoudt te bestaan?
Een ander voorbeeld is de wiskundige gelijkenis tussen licht in een elektromagnetische ruimte (doorzichtig medium) en in ruimtetijd. Fysici hebben kort geleden ontdekt hoe ze in deze elektromagnetische ruimte dingen kunnen aanleggen als kwantumschuim, de Big Bang, zwarte gaten en zelfs het hele multiversum. Moeilijk te overtreffen, maar Igor Smolyanov is er nu toch in geslaagd. Hij heeft in zijn nieuwste experiment het einde van de tijd gemodelleerd.
Experimenteren met het einde van de tijd
Smolyaninov’s techniek maakt gebruik van metamaterialen. Metamaterialen kunnen zo worden samengesteld dat ze zich gedragen als een tweedimensionale ruimte met een tijddimensie. Overigens kan andersom ook: twee tijddimensies en één ruimtedimensie, bijvoorbeeld. Metamaterialen zijn veelzijdig.
Volgens Smolyaninov ontstaat een interessante situatie als de twee materialen tegen elkaar worden gezet. Als de tijddimensie loodrecht op de ruimtedimensie staat, eindigt de tijd domweg plotseling, aldus Smolyaninov. Hij noemt deze situatie het Einde der Tijden.
In hun experiment lieten de experimentatoren ruimtetijd overgaan in een Euclidische ruimte (dus zonder tijd). Ze bouwden dit scenario na in metamaterialen met optische eigenschappen die lijken op de eigenschappen van ruimtetijd. Hiervoor gebruikten ze de plasticsoort polymethyl methacrylaat (PMMA), beter bekend als perspex of plexiglas. Dit materiaal werd in stroken op een goudlaagje aangebracht. Het licht beweegt zich in de vorm van plasmons (een soort energievibraties die langs een oppervlak reizen) langs dit oppervlak. Er werden twee kosmologische situaties nagebootst: het einde van de ruimte en het einde van de tijd.
Het einde van de ruimte leidt tot een Rindler-horizon, iets dat veel weg heeft van een waarnemingshorizon, en liet de door Hawking al voorspelde Hawkingstraling zien.
Maar wat gebeurt er aan het einde van de tijd?
Volgens Smolyaninov divergeert het elektromagnetische veld aan het einde van de tijd (m.a.w. waaiert uit). Volgens het Physics Blog van MIT Technology Review een vrij saaie ontwikkeling, maar wie weet is dat precies wat er nu gebeurt. Immers, er lijkt een geheimzinnige invloed, de donkere energie, het heelal steeds sneller uiteen te rukken. Zou het einde der tijden steeds sneller naderen? Kunnen we op tijd uit dit heelal ontsnappen? De zaak blijft interessant.
"
