Bubblin’Multiverse

Multi is een graag gebruikt voorvoegsel in onze taal. Meestal is het duidelijk wat ermee bedoeld wordt. Zo roept het woord multimiljonair meteen een beeld op van een iets te dikke, sigaarrokende en met goud behangen zestiger in een veel te dure Maserati, geparkeerd voor zijn eigen villa met palmbomen en een zwembad. Uiteraard vergezeld door een veel jongere dame van Russische komaf, die niet zijn dochter lijkt te zijn…

Meer dagelijkse voorbeelden als multifunctioneel, multicultureel of multiplex roepen ook meteen een beeld op. Zelfs bij multivlaai kan ik me een voorstelling maken, helaas. Al heb ik geen idee waarom je meerdere fruitsoorten bij elkaar zou kwakken op deze, in principe, Limburgse lekkernij en ze dan ook nog aftopt met een bijzonder glibberige laag gelei of gelatine. Dit, kan ik verklappen, heeft weinig met Limburg te maken, maar dat terzijde.

Hoe dan ook, multi staat voor veel meer dan een, dat is voor iedereen duidelijk. Toch duikt er in de media steeds vaker een woord op dat bij mij vraagtekens oproept. Multiversum. Dat is een raar woord. Het impliceert een meervoud van het universum. Maar zover ik begrepen heb is het universum oneindig groot. En van dat oneindige grote universum zouden er dan veel meer dan een zijn.

Iets dat oneindig groot is kent geen grenzen. Het lijkt mij onvoorstelbaar dat daar een meervoud van mogelijk zou kunnen zijn. Maar toch, ik ga op onderzoek uit…

Het eerste dat ik mij herinner is een Studium Generale lezing van niet al te lang geleden waarin een professor technische natuurkunde de magische woorden ‘als het kan, dan moet het’ sprak. Waarmee hij bedoelde dat als theoretisch gezien iets mogelijk is, het er dan ook zijn moet. Is het theoretisch gegeven niet te vinden door de technici, dan klopt de theorie niet en moet men terug naar de tekentafel. Simpel.

Maar hoe zit dat dan met het multiversum? Zou het kunnen? En moet het dan ook?

Als het kan, dan moeten er theoretici zijn die hier iets over te zeggen hebben. En die zijn er. Kosmoloog Andrei Linde is er zeker van. ‘Niemand kan de theorie van het multiversum ontkrachten.’ Je hoeft geen wetenschappelijk wonder te zijn om die zin te snappen. We kunnen immers niet even gaan kijken of het waar is of niet. Maar ik vermoed dat Linde er toch iets anders mee bedoelt dan mijn simpele verklaring. Dus zoek ik verder…

Ik heb geluk. Eind april is er een lezing bij Studium Generale in Maastricht met de titel ‘Het multiversum: is ons heelal er één uit velen?’. Daar moet ik heen!

Prof. dr. John Heise legt uit dat ons heelal het geheel aan ruimte, tijd en fysische wetten is. Dat heelal leren we steeds beter kennen. We leren ook steeds meer over het ontstaan ervan en de mogelijke oerknal die daarbij plaats gevonden zou hebben (waarbij knal een vreemd begrip is omdat er in een vacuüm als de ruimte geen geluid bestaat). Hoe meer we leren, hoe vaker we ontdekken dat we veel dingen niet of niet goed genoeg begrijpen. Zo ook de oerknal.

Het principe ‘eerst was er niets en toen ontplofte dat ook nog’, roept vele vragen op. De vraag ‘Wat was er voor de oerknal?’ hield ook de wetenschap bezig en inmiddels lijkt men daar met de inflatietheorie een oplossing voor gevonden te hebben.

Om deze theorie te begrijpen moeten we eerst begrijpen wat een vacuüm is. Een vacuüm is een lege ruimte. Maar die ruimte is niet zomaar leeg. Men heeft ontdekt dat in een vacuüm uit het niets deeltjes kunnen ontstaan en ook weer verdwijnen. In een vacuüm is geen deeltjes behoud. Dit betekent letterlijk dat er dus wel deeltjes bestaan maar dat die niet lang genoeg ‘leven’ om werkelijk iets te vormen en dus is er niets. Er gebeurt in zo een vacuüm dus van alles maar het is tegelijkertijd zo leeg dat wij het als leeg ervaren. Ondanks die leegheid fluctueert de lege ruimte constant. Lege ruimte, zo meent men nu, is het aspect dat tegen de zwaartekracht werkt. Moet er dan iets zijn dat tegen de zwaartekracht werkt, hoor ik je denken? Ja, dat moet. Als we de wetten van Newton loslaten op het heelal, zou dit heelal door de zwaartekracht weer instorten. Het simpele feit van ons bestaan bewijst dat het heelal nog bestaat en naar we nu weten, zelfs groeiende is. Dus moet er een kracht zijn die dit tegen werkt. Die kracht zit dus verscholen in de lege ruimte.

De velden in de lege ruimte staan nooit stil, ze fluctueren constant. Niets staat ooit stil. De lege ruimte heeft een negatieve druk. Om een lege ruimte groter te trekken heb je energie nodig. Het heelal dijt uit, het vacuüm wordt groter. Er moet dus ergens een kracht zijn die dit veroorzaakt, anders zou het allemaal instorten. Als voorbeeld haalde de prof. Heisse het Casimir effect aan. Dit, binnen de scheepvaart, zeer bekende effect laat zien dat wanneer 2 schepen te dicht naast elkaar liggen ze elkaar op de een of andere magische wijze aantrekken en uiteindelijk zelfs zullen botsen. De magische aantrekking tussen deze twee vaartuigen is uiteraard helemaal geen knap staaltje toverkunst die de natuurkunde niet kan verklaren. In de ruimte tussen de twee schepen ontstaat logischerwijs een luwte in de golfslag van de zee. De schepen breken met hun romp de golfslag van de zee aan beide kanten en in de ruimte tussen hen is het daardoor relatief rustig. Maar aan de buitenkant blijft de zee gewoon haar golfslag behouden en drukt op die manier de twee schepen naar elkaar toe waardoor ze uiteindelijk zullen botsen. Zo is het ook met de lege ruimte. Wanneer de krachten aan de buitenkant te sterk zijn zal deze ruimte steeds kleiner worden en uiteindelijk ophouden te bestaan. Tenzij er een kracht in deze lege ruimte bestaat die dit tegengaat.

Als we op het eerste oog de ruimte in turen, lijkt onze ruimte een homogene massa te zijn. Sterrenstelsels, nevels en andere zaken lijken redelijk gelijkmatig verdeeld. Zelfs de kosmische straling die we inmiddels weten op te vangen toont geen sporen van onregelmatigheid. Maar als er totaal geen onregelmatigheid zou zijn dan zou er sprake zijn van een statisch heelal en dat is, inmiddels aangetoond, niet het geval. Ons heelal dijt uit. Welke kant we ook op turen alles lijkt zich van ons te verwijderen. De onregelmatigheid moet zich dus in het hele kleine bevinden. Zoals de vlinder die met een slag van zijn vleugels in de amazone aan de andere kant van de wereld een storm zou kunnen veroorzaken. Zo kunnen kwantumfluctuaties binnen de lege ruimte ook zorgen voor een kwantumsprong die een enorme grote expansie teweegbrengt en zo de inflatie geeft die het heelal heeft kunnen doen ontstaan. Andrei Linde stelt de eeuwig chaotische inflatie voor als bubbels die opwellen in de oersoep. Elk van deze bubbels kent zijn eigen natuurwetten en constante. Dat betekent dus dat in een ander universum hele andere regels en elementen voor kunnen komen. Wellicht ook dimensies die wij niet begrijpen. Volgens Linde vormen deze wetten en constanten zich wanneer de inflatie overgaat in de oerknal. Hoe inflatie overgaat in een oerknal weten we nog niet precies. Stephen Hawking meende zelfs dat deze inflatiereeks niet eeuwig door zou kunnen gaan en dat alles dus ook weer een keer op zal houden te bestaan. Wie zal het zeggen? Ook wordt er voorspeld dat het mogelijk is dat universa botsten. Wat er dan gebeurt weten we ook niet.

Nog een andere spannende benadering die mijn fantasie danig prikkelt is de mogelijkheid van een universum binnen een ander universum. Is een fetus in fetu mogelijk in ons heelal en zouden we dat kunnen meten of merken? Immers dit mogelijke heelal binnen ons eigen heelal kan kenmerken hebben die wij niet begrijpen of kunnen waarnemen…

Toch proberen wetenschappers op kwantumniveau, dat is het allerkleinste niveau waar we nu mee kunnen werken, naar sporen te zoeken van een botsing met een ander universum of mogelijk een universum in ons eigen universum. Inmiddels heeft men door de achtergrondruis van onze oerknal enorm uit te vergroten een koele plek gevonden die men niet kan verklaren. De achtergrondruis heeft namelijk over het hele heelal dezelfde temperatuur, maar hier, op dat ene plekje is iets aan de hand. Sommigen menen dat het een botsing met een ander universum aanduidt, maar voor hetzelfde geld ontstaat hier een compleet nieuw universum binnen het onze. Een universum met wetten en constanten die wij niet begrijpen of kunnen waarnemen.

Wat we in ieder geval zeker weten is dat onze oerknal precies goed was. Precies op het juiste moment, met de perfecte temperatuur en de ideale snelheid. Al deze parameters tezamen hebben ervoor gezorgd dat dit universum is ontstaan en dat de aarde gevormd is zoals hij gevormd is. Dat de elementen, proteïnen en eiwitten precies goed zijn om al het leven om ons heen te kunnen vormen. Deze ene kwantumfluctuatie die specifiek deze kwantumsprong veroorzaakte die de inflatie veroorzaakte die leidde tot onze oerknal is de reden dat ik hier nu achter mijn scherm mijn verhaal kan schrijven. Dus ja het kan. En als het een keer kan is er geen reden om te denken dat het niet nog een keer kan en nog een en nog een….

Allemaal anders, sommige universa duren lang andere misschien heel kort. Maar ze zijn er, andere universa. Het multiversum bestaat, hoe abstract dit ook lijkt. Het is er gewoon. Als het kan, dan moet het begrijp ik nu.