In 1954 kwam een ​​jonge promovendus van de Universiteit van Princeton, Hugh Everett III, met een radicaal idee op de proppen:een parallel universum , precies zoals ons universum, bestaat. Meerdere universums zijn allemaal gerelateerd aan het onze; Sterker nog, ze vertakken zich van het onze, en ons universum vertakt zich van anderen.

Binnen een parallel universum, ook wel bekend als een alternatief universum, hebben onze oorlogen andere uitkomsten gehad dan de uitkomsten die we kennen. Uitgestorven soorten in ons universum zijn geëvolueerd en aangepast in afzonderlijke universums. In deze parallelle werelden zouden wij mensen misschien wel uitgestorven zijn. Sommige versies stellen zelfs dat er oneindige universums zijn met oneindige mogelijkheden.

Deze gedachte verbijstert de geest en toch is ze nog steeds begrijpelijk. Noties van parallelle universums of dimensies die op de onze lijken, zijn verschenen in sciencefictionwerken en hebben gediend als verklaringen voor de metafysica. Maar waarom zou een jonge, opkomende natuurkundige zijn toekomstige carrière op het spel zetten door een theorie over parallelle universums naar voren te brengen?

1. Kwantumfysica en andere universums
2. Onzekerheidsprincipe van Heisenberg
3. Kopenhagen-interpretatie van de kwantummechanica
4. Veelwereldentheorie
5. Verschillende meningen over parallelle universums
6. Waar de snaartheorie van pas komt

Kwantumfysica en andere universums

Met zijn Many-Worlds-theorie probeerde Everett een nogal lastige vraag met betrekking tot de kwantumfysica te beantwoorden:waarom gedraagt ​​kwantummaterie zich grillig?

Het kwantumniveau is het kleinste dat de wetenschap tot nu toe heeft ontdekt. De studie van de kwantumfysica begon in 1900 toen de natuurkundige Max Planck het concept voor het eerst in de wetenschappelijke wereld introduceerde. Plancks onderzoek naar straling leverde een aantal ongebruikelijke bevindingen op die in tegenspraak waren met de klassieke natuurwetten.

Deze bevindingen suggereerden dat er andere wetten aan het werk zijn in het universum, die op een dieper niveau werken dan het niveau dat we kennen.

Heisenberg-onzekerheidsprincipe

In vrij korte tijd merkten natuurkundigen die het kwantumniveau bestudeerden enkele bijzondere dingen op in deze kleine wereld. Ten eerste hebben de deeltjes die op dit niveau bestaan ​​de mogelijkheid om willekeurig verschillende vormen aan te nemen. Wetenschappers hebben bijvoorbeeld fotonen – kleine pakketjes licht – waargenomen die zich gedragen als deeltjes en golven. Zelfs een enkel foton vertoont deze vormverandering [bron:Brown University].

Stel je voor dat je eruitzag en je gedroeg als een solide mens toen een vriend naar je keek, maar toen hij weer omkeek, je een gasvormige vorm had aangenomen. Dat is een vereenvoudigde versie van het onzekerheidsprincipe van Heisenberg.

De natuurkundige Werner Heisenberg suggereerde dat we, alleen al door het observeren van kwantummaterie, het gedrag van die materie kunnen beïnvloeden. We kunnen dus nooit volledig zeker zijn van de aard van een kwantumobject of zijn attributen, zoals snelheid en locatie.

Kopenhagen Interpretatie van de kwantummechanica

De Kopenhagen-interpretatie van de kwantummechanica ondersteunt dit idee. Deze interpretatie, opgesteld door de Deense natuurkundige Niels Bohr, zegt dat alle kwantumdeeltjes niet in de ene of de andere toestand bestaan, maar in al hun mogelijke toestanden tegelijk. De som van mogelijke toestanden van een kwantumobject is de golffunctie. De toestand van een object dat in al zijn mogelijke toestanden tegelijk bestaat, is superpositie.

Volgens Bohr beïnvloeden we het gedrag ervan wanneer we een kwantumobject waarnemen. Waarneming verbreekt de superpositie van een object en dwingt het object in essentie om één toestand uit zijn golffunctie te kiezen. Deze theorie verklaart waarom natuurkundigen tegengestelde metingen hebben gedaan aan hetzelfde kwantumobject:het object 'koos' verschillende toestanden tijdens verschillende metingen.

Een groot deel van de kwantumgemeenschap accepteerde en blijft de interpretatie van Bohr accepteren. Maar de laatste tijd heeft Everetts Many-Worlds-theorie serieuze aandacht gekregen.

Veelwereldentheorie

De jonge Hugh Everett was het eens met veel van wat de zeer gerespecteerde natuurkundige Niels Bohr had gesuggereerd over de kwantumwereld. Hij was het eens met het idee van superpositie, evenals met het idee van golffuncties. Maar Everett was het in één essentieel opzicht niet eens met Bohr:het meten van een kwantumobject dwingt het niet tot een of andere veelomvattende toestand, aldus Everett.

In plaats daarvan veroorzaakt een meting van een kwantumobject een daadwerkelijke splitsing in het universum. Het universum dupliceert letterlijk en splitst zich op in één universum voor elke mogelijke uitkomst van de meting.

Stel bijvoorbeeld dat de golffunctie van een object zowel een deeltje als een golf is. Wanneer een natuurkundige het deeltje meet, zijn er twee mogelijke uitkomsten:het wordt gemeten als een deeltje of als een golf. Dit onderscheid maakt Everetts Many-Worlds-theorie tot een concurrent van de Kopenhagen-interpretatie als verklaring voor de kwantummechanica.

Wanneer een natuurkundige het object meet, splitst het universum zich in twee afzonderlijke universums om elk van de mogelijke uitkomsten mogelijk te maken. Dus een wetenschapper in een universum meet het object in golfvorm. Dezelfde wetenschapper in het andere universum meet het object als een deeltje. Dit verklaart ook hoe je één deeltje in meer dan één toestand kunt meten.

Hoe verontrustend het ook mag klinken, Everetts Many-Worlds-interpretatie heeft implicaties die verder gaan dan het kwantumniveau. Als een actie meer dan één mogelijke uitkomst heeft, dan splitst het universum – als de theorie van Everett klopt – wanneer die actie plaatsvindt. Dit geldt zelfs als iemand ervoor kiest geen actie te ondernemen.

Dit betekent dat als je ooit in een situatie bent beland waarin de dood een mogelijke uitkomst was, je stierf in een universum dat parallel loopt aan het onze. Dit is slechts één reden waarom sommigen de interpretatie van Many-Worlds verontrustend vinden.

Een ander verontrustend aspect van de Many-Worlds-interpretatie is dat het ons concept van tijd als lineair ondermijnt. Stel je een tijdlijn voor die de geschiedenis van de oorlog in Vietnam laat zien. In plaats van een rechte lijn die opmerkelijke gebeurtenissen laat zien die zich voortzetten, zou een tijdlijn gebaseerd op de Many-Worlds-interpretatie elke mogelijke uitkomst van elke ondernomen actie laten zien. Van daaruit zou elke mogelijke uitkomst van de ondernomen acties (als gevolg van de oorspronkelijke uitkomst) verder worden vastgelegd, wat zou resulteren in een in wezen oneindig aantal alternatieve universums.

Maar een persoon kan zich niet bewust zijn van zijn andere zelven – of zelfs van zijn dood – die in parallelle universums bestaan. Dus hoe kunnen we ooit weten of de Many-Worlds-theorie correct is? De zekerheid dat de interpretatie theoretisch mogelijk is, kwam eind jaren negentig van een gedachte-experiment – ​​een ingebeeld experiment dat wordt gebruikt om een ​​idee theoretisch te bewijzen of te weerleggen – genaamd kwantumzelfmoord.

Dit gedachte-experiment hernieuwde de belangstelling voor de theorie van Everett, die velen aanvankelijk als onzin beschouwden. Sinds bewezen is dat Many-Worlds mogelijk is, hebben natuurkundigen en wiskundigen ernaar gestreefd de implicaties van de theorie diepgaand te onderzoeken. Maar de Many-Worlds-interpretatie is niet de enige theorie die het universum probeert te verklaren. Het is ook niet de enige die suggereert dat er universums bestaan ​​die parallel lopen aan het onze. Lees de volgende pagina voor meer informatie over de snaartheorie.

Verschillende meningen over parallelle universums

De Many-Worlds-theorie en de Kopenhagen-interpretatie zijn niet de enige concurrenten die het basisniveau van het universum proberen te verklaren. In feite is de kwantummechanica niet eens het enige vakgebied binnen de natuurkunde dat naar een dergelijke verklaring zoekt.

De theorieën die voortkomen uit de studie van de subatomaire fysica blijven nog steeds theorieën. Dit heeft ertoe geleid dat het vakgebied op vrijwel dezelfde manier is verdeeld als de wereld van de psychologie. Theorieën hebben aanhangers en critici, net als de psychologische raamwerken voorgesteld door Carl Jung, Albert Ellis en Sigmund Freud.

Sinds hun wetenschap zich heeft ontwikkeld, zijn natuurkundigen bezig geweest met het reverse-engineeren van het universum – ze hebben het waarneembare universum bestudeerd en teruggewerkt naar steeds kleinere niveaus van de fysieke wereld. Door dit te doen proberen natuurkundigen het laatste en meest basale niveau te bereiken. Het is dit niveau, zo hopen ze, dat als basis zal dienen voor het begrijpen van al het andere.

In navolging van zijn beroemde relativiteitstheorie bracht Albert Einstein de rest van zijn leven door met het zoeken naar het enige laatste niveau dat alle natuurkundige vragen zou beantwoorden. Natuurkundigen noemen deze fantoomtheorie de Theorie van Alles. Kwantumfysici geloven dat ze op weg zijn naar het vinden van die uiteindelijke theorie. Maar een ander gebied van de natuurkunde gelooft dat het kwantumniveau niet het kleinste niveau is en daarom niet de Theorie van Alles kan opleveren.

Deze natuurkundigen wenden zich in plaats daarvan tot een theoretisch subkwantumniveau, de snaartheorie genaamd, voor de antwoorden op al het leven. Het verbazingwekkende is dat deze natuurkundigen, net als Everett, door hun theoretisch onderzoek ook tot de conclusie zijn gekomen dat er parallelle universums bestaan.

Waar de snaartheorie van pas komt

De snaartheorie is ontstaan ​​door de Japans-Amerikaanse natuurkundige Michio Kaku en zegt dat de essentiële bouwstenen van alle materie en alle fysieke krachten in het universum – zoals de zwaartekracht – op een sub-kwantumniveau bestaan.

Deze bouwstenen lijken op kleine elastiekjes (of touwtjes) die quarks (kwantumdeeltjes) vormen, en op hun beurt elektronen, atomen, cellen enzovoort. Wat voor soort materie de snaren precies creëren en hoe die materie zich gedraagt, hangt af van de trilling van deze snaren.

Op deze manier is ons hele universum samengesteld. En volgens de snaartheorie vindt deze compositie plaats in 11 afzonderlijke dimensies. Net als de Many-Worlds-theorie toont de snaartheorie aan dat er parallelle universums bestaan. Volgens de theorie is ons eigen universum als een zeepbel die bestaat naast vergelijkbare parallelle universums.

In tegenstelling tot de Many-Worlds-theorie veronderstelt de snaartheorie dat deze universums met elkaar in contact kunnen komen. De snaartheorie zegt dat de zwaartekracht tussen deze parallelle universums kan stromen. Wanneer deze universums met elkaar in wisselwerking staan, vindt er een oerknal plaats, zoals de oerknal die ons universum heeft geschapen.

Hoewel natuurkundigen erin zijn geslaagd machines te maken die kwantummaterie kunnen detecteren, moeten de sub-kwantumreeksen nog worden waargenomen, waardoor ze – en de theorie waarop ze zijn gebouwd – volledig theoretisch zijn. Sommigen hebben het in diskrediet gebracht. Anderen blijven echter geloven dat dit juist is.

Bestaan ​​er dus echt parallelle universums? Volgens de Many-Worlds-theorie kunnen we er niet echt zeker van zijn, omdat we ons er niet van bewust kunnen zijn. De snaartheorie is al minstens één keer getest – met negatieve resultaten. Dr. Kaku gelooft echter nog steeds dat er parallelle dimensies bestaan ​​[bron:The Guardian].

Einstein leefde niet lang genoeg om te zien dat zijn zoektocht naar de Theorie van Alles door anderen werd overgenomen. Maar als Many-Worlds gelijk heeft, leeft Einstein nog steeds in een parallel universum. Misschien hebben natuurkundigen in dat universum de Theorie van Alles al gevonden.

Veel meer informatie

Gerelateerde artikelen

• Kunnen onze hersenen de vierde dimensie zien?
• Zijn er andere universums zoals het onze?
• Hoe kwantumcryptologie werkt
• Hoe de oerknaltheorie werkt
• Hoe kwantumzelfmoord werkt
• Hoe tijdreizen zal werken
• Wat betekent CERN voor de toekomst van het heelal?
• Wat is een dimensie en hoeveel zijn er?