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.
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
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.
Inspiratie: Kwantumfysica; Het internet.