Is het multiversum natuurkunde, filosofie of iets heel anders?

De interpretatie van vele universums zou enkele slepende vragen in de fysica kunnen oplossen. Tenminste, als het überhaupt correct is.

Artist’s impression van ongeboren planeten in het evoluerende universum.


Het idee van het multiversum – of de theoretische mogelijkheid van oneindige parallelle universums – bevindt zich op een vreemde wereld tussen sciencefiction en een plausibele hypothese. Hoewel wetenschappers geen direct bewijs hebben voor het bestaan van het multiversum, suggereren sommige theoretische modellen dat het multiversum enkele belangrijke raadsels in de fysica zou kunnen oplossen, zoals waarom de parameters van ons universum, inclusief de sterkte van de elektromagnetische kracht tussen deeltjes en de waarde van het kosmologische constant, hebben waarden die precies in het kleine bereik liggen dat nodig is om leven te laten bestaan. Misschien stellen sommige wetenschappers in één versie van de multiversum-theorie dat er miljarden andere universums zijn met alle verschillende mogelijke waarden van deze parameters – die van ons is toevallig degene met de juiste waarden voor het leven.

Maar hoe geloofwaardig is een wetenschappelijke theorie die misschien niet toetsbaar is? Wetenschappers verleggen voortdurend de grenzen van onze kennis, waaronder het ontwikkelen van ideeën op gebieden waar bewijs schaars is. Theorieën zoals het multiversum hebben echter kritiek gekregen van sommige wetenschappers, die waarschuwen voor het gevaar van speculatie buiten wat de gegevens ons kunnen vertellen.

Is het te onwetenschappelijk?

In een bekend artikel uit 2014 in Nature over het onderwerp waarschuwden wetenschappers George Ellis en Joe Silk voor wat zij zagen als een verontrustende nieuwe trend in de theoretische fysica: de acceptatie door sommigen in het veld dat een theorie, als die elegant en verklarend is genoeg, hoeft niet experimenteel te worden getest. In plaats daarvan voerden ze aan dat een theorie, om wetenschappelijk te zijn, falsifieerbaar moet zijn – een idee dat gebaseerd is op eeuwenlange traditie.

Zoals we het zien, dreigt de theoretische fysica een niemandsland te worden tussen wiskunde, natuurkunde en filosofie dat niet echt voldoet aan de eisen van welke dan ook, ‘concludeerden Ellis en Silk. Cruciaal was dat ze stelden dat de geloofwaardigheid van de wetenschap op het spel stond. Als theoretische natuurkundigen afstand zouden gaan nemen van ideeën over wat legitieme wetenschappelijke theorie was, zouden ze de publieke geloofwaardigheid van de wetenschap kunnen schaden, wat catastrofale gevolgen zou kunnen hebben in een tijd waarin debatten over klimaatverandering en evolutie nog steeds aan de gang zijn.

Sommige theorieën over het multiversum, zo vervolgden ze, missen de falsifieerbaarheid die nodig is om ze legitieme wetenschappelijke theorieën te maken. Multiversum-verklaringen die steunen op de snaartheorie – die zelf nog niet is geverifieerd – zijn bijvoorbeeld niet toetsbaar en fundamenteel speculatief. “Naar onze mening moeten kosmologen de waarschuwing van de wiskundige David Hilbert in acht nemen: hoewel oneindigheid nodig is om wiskunde te voltooien, komt het nergens in het fysieke universum voor”, concludeerden ze.

Silk en Ellis lijken geen problemen te hebben met het multiversum zelf, maar met wetenschappelijke theorieën die niet met data kunnen worden geverifieerd. Ellis vertelde Astronomy dat er geen nadeel is aan speculeren op concepten als het multiversum om te zien waar ze toe leiden. “De nadelen komen echter wanneer men beweert dat dergelijke speculaties beproefde wetenschappelijke theorieën zijn”, zei hij.

De Kosmische microgolfachtergrond (CMB) waargenomen door Planck.

Toetsbare theorieën van het multiversum

Maar wat als het concept van het multiversum testbaar was? Volgens Ranga-Ram Chary, projectwetenschapper en projectmanager van het Amerikaanse Planck Data Center bij Caltech, is dat misschien zo. Chary publiceerde in 2015 een studie in het Astrophysical Journal waarin vreemde afwijkingen in de kosmische microgolfachtergrond (CMB) worden beschreven: de straling die overblijft na de oerknal. Deze afwijkingen, gevonden bij het analyseren van gegevens van de Planck-telescoop, kunnen het bewijs zijn van “kneuzingen” die optreden wanneer het ene universum tegen het andere botst.

“Zie het als bellen in een frisdrankfles”, vertelde Chary aan Astronomy. “Elke bubbel is een heelal. Als de bellen zeldzaam waren, zouden ze nooit in botsing komen en zouden we nooit het bestaan van het andere universum weten. In dat geval is zoeken naar een multiversum slechts fictie. Als ze echter niet zeldzaam zijn, kunnen ze botsen en kunnen we de afdruk in de CMB zien. ”

Bewijs van die afdrukken kan worden gevonden in de gegevens die worden genoemd in de studie van Chary uit 2015. Het is echter mogelijk dat de waargenomen afwijkingen slechts een anomalie zijn, of te wijten zijn aan vervuiling door het interstellaire medium (de materie tussen sterren), dus Chary benadrukte dat verder onderzoek nodig is. Toch zouden Chary’s ideeën over botsende universums het multiversum in het rijk van een toetsbare hypothese brengen, en buiten het rijk van pure speculatie.

Chary merkte zelfs op dat als het multiversum puur een filosofische vraag was, het niet bestudeerd moest worden. Als de voorgestelde ‘bubbels’ bijvoorbeeld te ver uit elkaar liggen, en wetenschappers niet in staat zouden zijn om relevante gegevens te verkrijgen om hun bestaan te bevestigen, zegt Chary dat wetenschappers het niet zouden moeten bestuderen. “De aard van wetenschap is: neem observatiegegevens, test een hypothese en probeer de gegevens in de hypothese te interpreteren”, benadrukte hij. “Hier, we proberen hier de absolute waarheid te achterhalen. We zouden graag willen weten waarom ons universum is zoals het is. Als ik geen gegevens kan gebruiken om die vraag te beantwoorden, zou ik iets anders moeten doen. ”

Het komt neer op? De meeste wetenschappers lijken het erover eens te zijn dat rigoureuze wetenschap falsifieerbare hypothesen moet omvatten – hypothesen die kunnen worden bevestigd of weerlegd door gegevens. Die standaard is niet anders voor concepten als het multiversum, en werk zoals dat van Chary presenteert één model van multiversumtheorie dat toetsbaar en dus verifieerbaar is.

Toch verlegt de wetenschap van nature altijd de grenzen van onze kennis. “In zekere zin is er een grens”, vertelde James Bullock, hoogleraar natuurkunde en astronomie aan UC Irvine, aan Astronomy. “En er zal altijd een vage grens zijn aan de rand van kennis waar dingen niet op slot zijn. En dat betekent niet dat die bezigheden het niet waard zijn. Dat is waar de kern van het probleem ligt: we willen eerlijk zijn over de dingen die we wel en niet begrijpen. ”


Een artikel van: By Stephanie Margaret Bucklin

Op:

Astronomy.com


Geef een reactie