Meervoudige realiteiten

Natuurkundige uitleg

In een der verhalen van de ‘De Broeders uit de Ruimte’ werd gesproken over ‘meervoudige realiteiten’, ofwel het tegelijkertijd naast elkaar kunnen bestaan van werelden die voor elkaar niet waarneembaar zijn, maar wel causaal met elkaar verbonden zijn. Aan deze stelling ligt de wetenschap van de ‘kwantummechanica’ ten grondslag, waarbij de kwantummechanica stelt dat een bepaalt object waarschijnlijk niet één scenario, maar mogelijk meerdere scenario’s tegelijk in zich draagt. Dit vanwege het ‘onzekerheidsprincipe’ bij de positionering en de bewegingssnelheid van de kleinste deeltjes binnen een atoom, waarbij geen voorspelbare uitkomst van een waarneming, maar waarschijnlijk meerdere uitkomsten van een waarneming mogelijk kunnen zijn. Dit maakt dat er kennelijk een element van toeval of onvoorspelbaarheid in de kwantumfysica bestaat, waardoor deze wetenschap in bepaalde gevallen een ander beeld van de werkelijkheid zou kunnen laten zien. Daarom zou bijvoorbeeld het universum volgens de kwantummechanica bij elke ‘kwantum’ theoretische mogelijkheid weleens kunnen ‘splijten’ en een reeks parallelle universums kunnen vormen.  

Wat vooraf ging in de Natuurkunde

Er bestaan echter meerdere benamingen voor parallelle universums,  het multiversum, het megaversum  googolversum, enz. Allemaal doelend op het idee dat er niet één uniek universum bestaat, maar dat er tegelijk vele universums mogelijk zijn.  Het idee van parallelle universums bestaat op de keper beschouwd al millennia. De Griekse filosoof ‘Epicurus’ opperde 300 jr. v Chr. al dat er weleens ‘werelden’ naast die van ons zouden kunnen bestaan. Sinds ‘Isaac Newton’ in de achttiende eeuw de planeetbanen probeerde te begrijpen en zo de klassieke mechanica ontdekte, waarin onder andere de ontdekking van de ‘zwaartekracht’ een belangrijke rol speelde, is er zeer veel in de fysica veranderd. Ook ‘Albert Einstein’ vroeg zich af of ons heelal wel zijn unieke eigenschappen heeft, alleen maar omdat er nu eenmaal geen ander heelal mogelijk zou kunnen zijn. Einstein ontwikkelde de ‘algemene relativiteitstheorie’ en verklaarde hoe de wet van de ‘zwaartekracht’ werkelijk werkte en dat ook ‘tijd’ een relatief begrip kon zijn. Zijn beroemde formule: E=mc2 waarin E de energie, m de massa en c de lichtsnelheid in kwadraat is, wat betekent dat massa en energie elkaars equivalent zijn en trekt het zwaartekrachtveld van de Zon licht aan, deed destijds de wetenschappelijke wereld op zijn grondvesten schudden. Vervolgens zocht Einstein de rest van zijn leven naar een theorie die alle natuurkundige vraagstukken op kon lossen. Fysici noemen dit wel de ‘unificatietheorie’ of de theorie van alles. Maar Einstein leefde niet lang genoeg om deze theorie nader uit te kunnen werken. Doch om de wereld van het ‘grote’ zoals Einstein die analyseerde werkelijk te kunnen begrijpen, dient men ook de wereld van het ‘kleine’ te kunnen doorgronden. Beiden zijn in essentie niet geheel los van elkaar te zien.

 Kwantummechanica

Daarom bestudeert de ‘kwantummechanica’ de wereld van het ‘kleine’ en beschrijft in het atomaire stelsel de ‘sterke- en zwakke kernkracht en het elektromagnetisme hierin’. De studie naar de kwantummechanica begon echter al in 1900 toen de Duitse natuurkundige ‘Max Planck’ het concept, ‘waarom kwantummaterie zich onregelmatig gedraagt’, aan de toenmalige wetenschappelijke wereld presenteerde. Gedurende zijn onderzoek naar kosmische straling had hij een paar opmerkelijke vondsten gedaan, die de klassieke natuurkundige wetten tegenspraken. Deze ontdekkingen suggereerden dat er andere wetten werkzaam zijn in het universum die op een dieper niveau opereren. Op grond van deze ontwikkelingen in de kwantummechanica en de ‘onregelmatigheden’ hierin, probeerde ‘Hugh Everett’ van de Princeton Universiteit VS daarom in 1954 aan te tonen, dat er parallelle universa bestaan die er waarschijnlijk precies zo uitzien als ons heelal.  Dit is gerelateerd aan de ‘inflatietheorie’, waarbij ons universum wordt gezien als een ‘bel’ in een veel grotere kosmos.  Deze kosmos is voorts gevuld met veel meer andere bellen, waarbij elke ‘bel’ een heelal of universum op zichzelf is en waar de natuurkundige wetten wel eens geheel anders zou kunnen zijn dan in ons bekende heelal. Vervolgens liet in de jaren negentig van de vorige eeuw de Amerikaanse natuurkundige ‘Brian Greene’ zien, dat er een oneindige samenstelling van universums kan bestaan in een veel groter ‘multiversum’. De meeste zouden heel anders zijn dan het onze, maar sommige zijn nagenoeg gelijk. Hij refereerde hierbij aan de nieuw ontwikkelde ‘snaar- of stringtheorie’.

Snaar- of stringtheorie

Om het multiversum beter te begrijpen heeft Brian Greene de afgelopen decennia veel onderzoek gedaan naar de in het spraakgebruik veelal genoemde ‘snaartheorie’. In een notendop tracht de ‘snaartheorie’ twee reeds geaccepteerde ideeën binnen de natuurkunde, namelijk de ‘kwantummechanica en de algemene relativiteitstheorie, afgekort respectievelijk QM versus ART’ onder te brengen in één universele theorie. Binnen deze theorie worden de allerkleinste kernfysische deeltjes niet puntvormig voorgesteld, maar als uiterst kleine elastiekjes in de vorm van ‘snaartjes’, die kunnen ‘trillen’ en zo alle reeds bekende elementaire deeltjes kunnen produceren. Deze zogenaamde ‘snaartjes’ vormen de ‘antimaterie’ bouwstenen van de kleinste kernfysische deeltjes: de ‘quarks’, die op hun beurt voornamelijk deel uitmaken van protonen binnen de ‘nucleonen’ van het atoom, dat vervolgens via het moleculaire stelsel uiteindelijk weer ten grondslag ligt aan materie. Welke soort materie wordt gemaakt door de snaren hangt af van de ‘trilling’ van deze snaren. Snaren zijn echter zo klein dat ze tot nu toe nog niet echt waargenomen kunnen worden, maar wel op grond van wetenschappelijk te rechtvaardige argumenten verondersteld worden te bestaan. Op basis van deze snaartheorie zou ons hele universum samengesteld zijn. Volgens de snaartheorie vindt de samenstelling van het universum plaats op basis van 11 verschillende dimensies. Maar de snaartheorie pretendeert op wetenschappelijke gronden dat het aantal mogelijke universums weleens veel en veel groter zou kunnen zijn. Dit is het indirecte gevolg van de vele manieren waarop vooralsnog de zeven dimensies, die de snaartheorie aanneemt, bovenop de vier reeds bekende dimensies (drie ruimtelijke en de tijd), zich neer kunnen ‘klappen’ of op kunnen ‘rollen’. Men heeft het over naar ruwe schatting 10 100 tot 10 500 mogelijke universums, die samen een ‘landschap’ van mogelijke universums vormen. Ons eigen universum is dan slechts één van de vele ‘valleien’ te midden van dit oneindige berglandschap van mogelijke universa. Alle universums tezamen vormen dan een ‘multiversum’. Sommigen spreken over een ‘megaversum’ of een ‘googolversum’ (googol=10 100).

M – theorie

Inmiddels zijn er veel wetenschappers bij gekomen die zich volop met de snaartheorie bezig zijn gaan houden. Zo werden er in korte tijd vijf verschillende snaartheorieën bedacht. Sommigen hadden ‘open’ snaren, andere gesloten of zelfs 26 dimensies. De Amerikaanse natuurkundige ‘Edward Witten’ van de prestigieuze Princeton universiteit VS, boog zich in de jaren tachtig van de vorige eeuw over het probleem dat er meerdere snaartheorieën zijn en kwam tot de conclusie dat er slechts één theorie geldig zou kunnen zijn. Maar dat men er op verschillende manieren tegenaan kan kijken. Sindsdien spreekt men ook wel over de ‘Supersnaartheorie of de M-theorie’, waarbij de M staat voor membraan. De M-theorie beschrijft de reeds genoemde 11 dimensies: 1 voor de tijd, 3 de ons bekende ruimtedimensies en 7 extra ruimtedimensies. De laatste 11e dimensie staat een 'snaar' toe om als een soort ruimtelijke 'membraan' eindeloos uit te kunnen rekken. Deze membraan kan dan driedimensionaal of zelfs meer zijn. Met genoeg energie kan zo'n membraan groeien tot misschien wel zo groot als een universum. Men denkt dat als zulke 'branen' met elkaar botsen, er een 'oerknal' kan ontstaan. Sommige universums kunnen op het onze lijken, met de ons bekende materie. Andere kunnen juist heel anders zijn. Sommige wetenschappers denken dat deze universums heel dicht bij het onze zouden kunnen liggen. Zelfs in het extreme geval minder dan 1 mm van ons vandaan.


Intelligent leven elders

Volgens de M-theorie zijn er ‘open en gesloten’ snaren. Zwaartekracht heeft gesloten snaren en zijn er geen losse eindjes die zich aan anderen kunnen hechten. Gravitons ofwel de deeltjes die de zwaartekracht over zouden moeten brengen, kunnen zich daardoor vrijelijk bewegen door de dimensies, waardoor zwaartekracht minder sterk lijkt te zijn dan de andere drie krachten als bosonen, fermionen en de fotonen in het universum. Als we echt in een ‘membraan’ leven en er parallelle werelden zijn, zien we ze misschien nooit. Misschien kunnen we ze voelen d.m.v. zwaartekracht. Stel dat er intelligent leven elders in het ‘membraan’ is, dan zouden we misschien kunnen communiceren d.m.v. sterke ‘zwaartekrachtgolven’. Als we tenminste ooit die technologie zouden kunnen ontdekken. Branen die botsen kunnen het begin van een universum hebben veroorzaakt. Parallelle werelden die botsen, veroorzaken immense energie. Als er genoeg energie is, kan dat leiden tot een ‘oerknal’. Parallelle werelden zouden op deze manier al heel vaak met elkaar gebotst kunnen zijn. Men kan ‘snaren’ niet waarnemen, maar misschien wel in indirecte zin. Misschien hebben zij ergens hun ‘vingerafdruk’ achtergelaten tijdens de ontstaansperiode van het heelal. Via de ‘deeltjesversneller’ in het Zwitserse CERN probeert men er achter te komen of er extra dimensies kunnen bestaan. Men probeert kernfysische deeltjes met elkaar te laten botsen. Bij elke botsing ontstaan subatomaire deeltjes. Men hoopt dat er bij die deeltjes een klein beetje ‘zwaartekracht’ ontstaat, middels de ‘graviton’. Doordat deze gravitons in andere dimensies kunnen bewegen, zou men dus kunnen weten dat er extra dimensies zijn als de ‘graviton’ verdwijnt.

Majorana fermionen

Wetenschappers van de TU Delft en de stichting FOM zijn er onlangs in geslaagd een ‘Majorana’ deeltje te vinden. Dat is genoemd naar de Italiaanse natuurkundige ‘Ettore Majorana’, die het kernfysische deeltje al in 1937 voorspelde op grond van nader onderzoek in de kwantumfysica. Natuurkundigen maken onderscheid tussen twee klassen van kernfysische deeltjes: de ‘bosonen en de fermionen’. Bosonen zoals het foton of lichtdeeltje, kunnen hun eigen antideeltje zijn. Zo is het antideeltje van een foton ook een foton. Bij fermionen verschillen deeltjes en antideeltjes. Het antideeltje van een elektron is bijvoorbeeld een positron. Maar Majorana voorspelde ‘fermionen’ deeltjes die tegelijk hun eigen antideeltje zijn, deeltjes die men vervolgens ‘Majorana fermionen’ ging noemen. Een Majorana deeltje bevindt zich precies op de grens van materie en antimaterie. Majorana fermionen zijn buitengewoon interessant en niet alleen omdat de ontdekking ervan een heel nieuw hoofdstuk van de fundamentele natuurkunde opent. Maar deze deeltjes spelen mogelijk ook een rol in de ‘kosmologie’. De kosmologie is een wetenschap die de globale structuur en de evolutie van het universum bestudeert. Een gangbare theorie veronderstelt dat de mysterieuze ‘donkere materie’, die het grootste deel van het heelal vormt, uit Majorana fermionen bestaat.

Nanodraad

Nu konden wetenschappers tot voor kort nog geen Majorana deeltjes ontdekken. Maar wetenschappers uit Delft hebben nu voor het eerst in het laboratorium een opstelling weten te maken, waarin ze wel concrete aanwijzingen zien voor het bestaan van Majorana’s aan het uiteinde van een ‘nanodraad’. Een nanodraad zou men kunnen zien als een draadje dat een duizendste dunner is dan een gemiddelde mensenhaar. De wetenschappers combineerden daarvoor een extreem klein nanodraadje, geproduceerd door de TU in Eindhoven, met een supergeleidend materiaal en een sterk magneetveld. In het magneetveld waren ‘quasideeltjes’ te zien die zich gedroegen alsof er een Majorana deeltje in de buurt was. Een quasie deeltje is een deeltje waarvan men denkt dat deze niet werkelijk bestaat, maar zich echter wel voor kan doen als een bestaand deeltje. In theorie is het mogelijk een Majorana deeltje te detecteren met een deeltjesversneller, zoals die van CERN. Maar de huidige techniek is daarvoor nog net iets te ontoereikend. Hetgeen de toekomst natuurlijk niet uitsluit. Door de techniek met de nanodraad heeft men bewezen dat Majorana deeltjes ook kunnen verschijnen op plaatsen waar de juiste omstandigheden worden gecreëerd. Hetgeen de wetenschap omtrent de ‘antimaterie’ weer een stap naderbij heeft gebracht. Door in de toekomst het mysterie van de ‘antimaterie’ te ontrafelen, zou dat een revolutie in zowel de ‘algemene relativiteitstheorie als de kwantummechanica’ teweeg kunnen brengen. 

Als de Majorana fermionen daadwerkelijk zouden bestaan, waarvoor thans zeer sterk het vermoeden bestaat, dan zou dat niet alleen een revolutie in de natuurkunde teweeg kunnen brengen, maar zou het ook veel praktische waarde hebben. Het kan namelijk een sleutelrol gaan spelen in de supercomputers van de toekomst. De ‘kwantumcomputers’ die niet alleen zoals gewone computers met ‘bits’ van 0 tot 1 kunnen werken, maar die ook ‘qubits of kwantum bits’ kent, waarbij de binaire reeksen van  0 en 1 tegelijkertijd worden uitgedrukt, waardoor supersnelle computers met ongekende mogelijkheden gecreëerd kunnen worden.

Nawoord

Uit het bovenstaande overzicht van de kwantumfysica blijkt, dat de kwantumfysica al sinds begin jaren ’50 van de vorige eeuw het vermoeden over het mogelijke bestaan van ‘meervoudige realiteiten ofwel parallelle universums’, reeds op wetenschappelijke gronden denkt aan te kunnen tonen. Dit vermoeden bleef sindsdien hardnekkig overeind ondanks de discrepantie in de wetenschap zelf, omdat de ene theorie het bestaan van ‘parallelle universums’ op zeer goede gronden denkt te kunnen bewijzen, terwijl andere theorieën in de wetenschap op eveneens redelijke gronden het bestaan ervan blijft betwijfelen. Het is inmiddels dan ook niet meer de vraag of ‘parallelle universums’ volgens de kwantumfysica zouden kunnen bestaan, maar op welke wetenschappelijke gronden er nu eindelijk eens bewezen kan worden, dat ons universum niet als enige realiteit binnen een veel groter ‘omniversum’ existeert. Inmiddels heeft de wetenschap van de ‘kernfysische’ deeltjes in de afgelopen decennia al een flinke bijdrage geleverd, aan het vermoedelijke bestaan van ‘andere werkelijkheden’ in de kwantumfysica. Door koortsachtig opzoek te gaan naar de allerkleinste fysische deeltjes in het ‘subatomaire’ stelsel, heeft men inmiddels de grens bereikt tussen ‘materie en antimaterie’, wat zowel de ‘geheimen’ van de kwantumfysica als de ‘geheimen’ van het universum op termijn zouden kunnen ontrafelen. Zodat te zijner tijd het bestaan van ‘meervoudige realiteiten’ onomstotelijk bewezen kan worden.

Op 14 mei 2009 werd de ‘Planck’ satelliet samen met de ‘Heschel’ satelliet gelanceerd,  met de bedoeling een aantal ‘kosmologische en astrofysische’ vraagstukken op te lossen. Zoals het testen van theorieën over het ontstaan van het heelal en de oorsprong van de kosmische structuur. Door met hoog gevoelige apparatuur de kosmische achtergrondstraling te meten, ziet de Planck satelliet niet alleen de oorspronkelijke microgolven van de ‘Big Bang’, maar ook de emissie van koudstof in het universum. Door dit onderzoek proberen wetenschappers het vroegste heelal nog voordat er sterrenstelsels ontstonden te begrijpen. Maar behalve de gewenste onderzoekresultaten is het niet uit te sluiten dat er nog veel meer gegevens boven ‘water’ komen omtrent het heelal en wellicht ‘werkelijkheden’, waar men niet direct rekening mee heeft gehouden. De eerste onderzoekresultaten worden in elk geval in 2013 verwacht, waar wetenschappers verwachtingsvol naar uit zitten te kijken. Ook volgt de wetenschappelijke wereld verwachtingsvol de ‘kernfysische’ ontwikkelingen bij de deeltjesversneller in CERN, in de hoop dat op termijn ook de ‘antimaterie’ deeltjes daadwerkelijk gedetermineerd kunnen worden. Door al deze ontwikkelingen in de Fysica is het vermoedelijke bestaan van ‘meervoudige realiteiten’ vooralsnog meer een feit dan een fictie geworden, waar men serieus naar aan het zoeken is.

In het eerstvolgende verslag over ‘Kosmische dimensies’, zal vanuit een meer esoterische invalshoek nader worden ingegaan over de ‘werelden’, die wij met onze ‘zintuigen’ niet direct waar kunnen nemen. Op zowel esoterische als op theologische grondslag wordt hier al millennia over geschreven en is men vanuit deze invalshoek overtuigd over het bestaan van deze onzichtbare werelden.



Inspiratie: Kwantumfysica; Het internet.