Zijn er parallelle werelden?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

De fysieke realiteit kan veel uitgebreider zijn dan alleen een stukje ruimte in de tijd dat we het heelal noemen. Onze ruimteomgeving kan op een ongelooflijke schaal worden gebouwd en onze astronomische instrumenten zijn ongelooflijk beperkt. Wij, net als mieren, weten niet hoe groot de wereld buiten de mierenhoop is.

Dus sommige theoretische natuurkundigen overwegen serieus de theorie van het multiversum, volgens welke onze wereld slechts een van de vele is. Bovendien, als we de kwantumtheorie toepassen op het heelal, zijn we gedwongen toe te geven dat het tegelijkertijd in veel staten bestaat.

Met andere woorden, door de toepassing van kwantumfluctuaties op het heelal toe te staan, worden we praktisch gedwongen het bestaan van parallelle werelden toe te geven. Het is ook interessant dat de combinatie van snaartheorie en de "eeuwige" versie van inflatoire kosmologie (praten over het inflatoire model van het heelal) een natuurlijke basis vormt voor het zogenaamde "landschapsmultiversum".

Multiversumtheorie: inflatie

Om te beginnen komt het concept van het multiversum op verschillende gebieden van de natuurkunde (en filosofie) tegelijk naar voren, maar het meest opvallende voorbeeld is de inflatietheorie, die een hypothetische gebeurtenis beschrijft die plaatsvond toen ons universum heel jong was - minder dan een tweede oud. Volgens NASA heeft het heelal in een ongelooflijk korte tijd een periode van snelle expansie, "zwelling", steeds groter en groter doorgemaakt.

Er wordt aangenomen dat de inflatie in ons universum ongeveer 14 miljard jaar geleden eindigde. De inflatie stopt echter niet overal tegelijk. De onderzoekers denken dat als de inflatie in de ene regio stopt, deze in andere regio's doorgaat.

Dus, terwijl de inflatie eindigde in ons universum, zouden er andere, veel verder weg gelegen regio's kunnen zijn waar de inflatie aanhield - en nu nog steeds voortduurt. Bovendien kunnen individuele universums, volgens WordsSideKick.com, grotere, uitdijende, uitdijende universums "afknijpen", waardoor een eindeloze zee van eeuwige inflatie ontstaat, gevuld met talloze individuele universums.

In dit scenario van eeuwige inflatie zou elk universum ontstaan met zijn eigen natuurwetten, zijn eigen verzameling deeltjes, zijn eigen dispositie van krachten en zijn eigen waarden van fundamentele constanten, zeggen de onderzoekers.

Dit zou kunnen verklaren waarom ons universum eigenschappen heeft die het bezit, en vooral die eigenschappen die moeilijk uit te leggen zijn met begrippen als donkere materie of de kosmologische constante. "Als er een multiversum zou zijn, zouden we willekeurige kosmologische constanten hebben in verschillende universums, en het is gewoon toeval dat degene die we in ons universum hebben, de waarde aanneemt die we waarnemen", zegt Dan Heling, een kosmoloog aan de universiteit Arizona en expert in multiversumtheorie.

Multiversumtheorie: waarnemingen en bewijzen

Interessant is dat een ander bewijs van het bestaan van de cartoon observaties zijn - in ons universum moesten er zoveel dingen gebeuren dat het bestaan van leven ongelooflijk lijkt. En als er maar één heelal was, zou er hoogstwaarschijnlijk geen leven in moeten zijn. Maar in het multiversum is de kans op leven veel groter. Maar deze theorie is nauwelijks overtuigend te noemen, daarom blijven de meeste wetenschappers sceptisch over het idee van een multiversum.

En toch hebben velen geprobeerd meer fysiek, overtuigend bewijs van het bestaan ervan te vinden. Als er bijvoorbeeld lang geleden een naburig universum in de buurt van het onze was, kan het ermee in botsing zijn gekomen en een merkbare indruk achterlaten.

Deze afdruk kan de vorm hebben van vervormingen in de kosmische microgolfachtergrondstraling of relikwiestraling (licht dat overblijft van toen het heelal een miljoen keer kleiner was dan nu) of in de vreemde eigenschappen van sterrenstelsels in de richting van de botsing, volgens een paper gepubliceerd door onderzoekers van University College London. …

Sommige astrofysici zijn zelfs nog verder gegaan, op zoek naar speciale soorten zwarte gaten die mogelijk artefacten zijn uit delen van ons universum die zich splitsen in hun eigen universum via een proces dat kwantumtunneling wordt genoemd.

Als sommige delen van ons universum op deze manier zouden worden verdeeld, zouden ze "bellen" achterlaten in ons universum, die zouden veranderen in deze unieke zwarte gaten, die volgens de onderzoekers "vandaag kunnen bestaan".

"De potentiële ontdekking van deze zwarte gaten zou dan kunnen wijzen op het bestaan van een multiversum", zeggen theoretici. Al dit soort zoekopdrachten hebben tot nu toe echter nergens toe geleid, dus vandaag blijft het Multiversum hypothetisch.

Multiversumtheorie: achtergrondstraling

In 1964 werkten natuurkundigen Arno Penzias en Robert Wilson bij Bell Laboratories in Holmdel, New Jersey, waar ze ultragevoelige microgolfontvangers voor radioastronomische waarnemingen maakten. Maar wat ze ook deden, ze slaagden er niet in de ontvangers te bevrijden van het achtergrondgeluid van de radio, dat vreemd genoeg uit alle richtingen tegelijk leek te komen.

Penzias nam contact op met de natuurkundige Robert Dicke van de Princeton University, die theoretiseerde dat radioruis kosmische microgolfachtergrondstraling (CMB) zou kunnen zijn, de primaire microgolfstraling die het universum vult.

Dit is het verhaal van de ontdekking van de CMB, eenvoudig en elegant. Voor hun ontdekking ontvingen Penzias en Wilson in 1978 de Nobelprijs voor de natuurkunde, en terecht. Hun werk luidde een nieuw tijdperk van kosmologie in, waardoor wetenschappers het universum als nooit tevoren konden bestuderen en begrijpen.

Interessant is dat het werk van natuurkundigen ook leidde tot een van de meest verbazingwekkende ontdekkingen in de recente geschiedenis: de unieke kenmerken van de relikwiestraling kunnen het eerste directe bewijs zijn dat er echt een oneindig aantal werelden buiten het bekende universum bestaat. Om deze ongewone uitspraak echter correct te begrijpen, is het noodzakelijk om een reis naar het begin der tijden te maken.

Multiversumtheorie: de oerknal

Volgens de algemeen aanvaarde theorie over het ontstaan van het heelal was ons heelal de eerste honderdduizenden jaren na de oerknal gevuld met een ongelooflijk heet plasma, bestaande uit kernen, elektronen en fotonen die licht verstrooiden.

Met ongeveer 380.000 jaar koelde de voortdurende expansie van ons universum het af tot temperaturen onder de 3.000 Kelvin, waardoor elektronen konden samensmelten met kernen om neutrale atomen te vormen, en de absorptie van vrije elektronen zorgde ervoor dat licht de duisternis kon verlichten.

Bewijs hiervan - in de vorm van de eerder genoemde CMB - is wat Penzias en Wilson vonden. Hun ontdekking hielp uiteindelijk bij het vaststellen van de Big Bang-theorie.

Gedurende vele eonen heeft de voortdurende uitdijing ons universum afgekoeld tot een temperatuur van slechts ongeveer 2,7K, maar deze temperatuur is ongelijkmatig. Temperatuurverschillen ontstaan doordat materie ongelijk verdeeld is over het heelal. Aangenomen wordt dat dit wordt veroorzaakt door kleine fluctuaties in de kwantumdichtheid die net na de oerknal plaatsvonden.

In 2017 publiceerden onderzoekers van de Universiteit van Durham in het VK een paper waarin werd gesuggereerd dat CMB-afdrukken (cold spots genoemd) het bewijs kunnen zijn van andere werelden. De auteurs veronderstelden dat de vlekken in de microgolfachtergrondstraling het resultaat waren van een botsing tussen ons universum en een ander universum.

Over het algemeen kunnen de vlekken in de relikwiestraling worden beschouwd als het eerste bewijs van het bestaan van het multiversum - miljarden andere universums, vergelijkbaar met de onze, schrijven de onderzoekers.

Multiversumtheorie: donkere materie

Een ander bewijsstuk in de schatkamer van de theorie van het Multiversum is het toevoegen van een nieuwe, buitengewoon interessante studie. Zijn resultaten, schrijft Vice, suggereren dat zwarte gaten gevormd uit ingestorte universums donkere materie genereren, en ons eigen universum kan er voor buitenstaanders uitzien als een zwart gat.

Merk op dat donkere materie een onzichtbare substantie is die het grootste deel van de massa van het heelal uitmaakt - hoewel het geen detecteerbaar licht uitstraalt, bestaat het nog steeds, omdat het een zwaartekrachteffect heeft op clusters van sterrenstelsels en andere emitterende objecten in de ruimte.

Er is een duizelingwekkende reeks hypothesen voorgesteld om donkere materie te verklaren, maar nu hebben wetenschappers gesuggereerd dat oer-zwarte gaten, hypothetische objecten die dateren uit de begintijd van het universum, 'een levensvatbare kandidaat zijn voor donkere materie'. Dat concludeert een internationaal team van onderzoekers uit de Verenigde Staten, Japan en Taiwan in een paper dat in januari van dit jaar is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Physical Review Letters.

En toch zijn al deze concepten op dit moment speculatief, hoewel natuurkundigen de komende jaren nieuwe manieren van waarnemen met geavanceerde telescopen verwachten om veel vragen te beantwoorden.

Multiversumtheorie: opnieuw inflatie

De beroemde Britse theoretisch fysicus Stephen Hawking stierf op 14 maart 2018 nadat hij tientallen jaren in een rolstoel had doorgebracht en afhankelijk was van een spraaksynthesizer vanwege het lijden veroorzaakt door amyotrofische laterale sclerose. Het laatste onderzoekswerk van de wetenschapper, dat slechts 10 dagen voor zijn dood werd gepubliceerd, werd geschreven samen met de professor in de theoretische fysica Thomas Hertog en had betrekking op het multiversum.

In een artikel getiteld "Een soepele uitweg uit de eeuwigdurende inflatie?" Hawking en Hertog theoretiseerden dat de snelle expansie van de ruimtetijd na de oerknal herhaaldelijk zou kunnen plaatsvinden, waardoor meerdere universums zouden ontstaan.

Hun werk is in wezen een uitbreiding van de inflatietheorie, die suggereert dat het universum vóór de oerknal gevuld was met energie die deel uitmaakte van de ruimte zelf, en die energie zorgde ervoor dat de ruimte exponentieel uitdijde. Het was deze energie die aanleiding gaf tot de oerknal, en dit is waar we het eerder over hadden.

Omdat inflatie, net als al het andere, kwantum van aard is, betekent dit dat er gebieden in de ruimte in het universum moeten zijn waar inflatie eindigt en de oerknal begint. Deze gebieden kunnen echter nooit met elkaar in botsing komen, omdat ze worden gescheiden door gebieden met opblaasruimte.

Multiversumtheorie: kritiek en conclusies

Concluderend moet gezegd worden dat wanneer iemand praat over de theorie van het multiversum, het zowel eigenwijs als nederig kan klinken. Maar veel natuurkundigen reageren heel anders: naar hun mening is het idee van een multiversum onwetenschappelijk en misschien zelfs "gevaarlijk" omdat het kan leiden tot verkeerd gerichte wetenschappelijke inspanningen.

Bijvoorbeeld, Paul Steinhardt, hoogleraar natuurwetenschappen aan de Princeton University, noemde de theorie van het Multiversum "The Theory of Anything", omdat het verenigbaar is met willekeurige observatie en daarom geen empirische vooringenomenheid heeft.

Hoe dan ook, ondanks de kritiek op de theorie van de veelheid van werelden, maken de gegevens van wetenschappelijk onderzoek (waarvan sommige in dit artikel worden beschreven) het mogelijk om zelfs zulke schijnbaar krankzinnige theorieën naar voren te brengen. Immers, terugkerend naar de mierenhoop-analogie, wat weten we over de wereld waarin we leven?