Ons universum is bijna ideaal aangepast voor de opkomst van de mens en andere intelligente wezens. Wat zit hierachter - hogere machten of enkele willekeurige factoren? Bernard Carr, vriend en leerling van Stephen Hawking, vertelt hoe deze kwestie verband houdt met parallelle werelden en of we zeker kunnen zijn van hun bestaan.
Zwart "schip van de eeuwigheid"
Professor Carr bracht onlangs een bezoek aan Moskou en gaf een lezing aan het Physics Institute van de Russische Academie van Wetenschappen over hoe zwarte gaten op de eerste momenten van het leven van het heelal konden zijn verschenen en welke rol ze speelden in de evolutie ervan. De wetenschapper legde RIA Novosti uit waarom hij tot de conclusie kwam dat er parallelle werelden bestaan en dat ons universum daar een van is.
'We hebben nog steeds een slecht idee van wat er vóór de oerknal is gebeurd. Aan de andere kant voorspelt de snaartheorie dat we, door middel van observaties van oerzwaartekrachtgolven, in staat zullen zijn om te begrijpen hoe het universum er in de eerste ogenblikken van zijn bestaan uitzag. En op basis hiervan om een beeld van de wereld voor het begin der tijden te presenteren, - zei Carr, de vragen van RIA Novosti beantwoord.
Als ons universum bijvoorbeeld niet is ontstaan uit leegte, maar in de overblijfselen van een ander universum, dat zijn leven beëindigde in de loop van een scherpe compressie van de ruimte, dan zou zijn 'embryo' veel zwarte gaten moeten bevatten. Ze kunnen, zoals Carr uitlegt, de oerknal overleven en zelfs vandaag de dag in het universum aanwezig zijn, hoewel het onwaarschijnlijk is dat we kunnen bepalen welke van de moderne gaten zo'n exotische oorsprong hebben.
“Deze zwarte gaten zouden in feite de enige objecten moeten zijn die het einde van één universum kunnen overleven. Al het andere - jij en ik, planeten, sterren en melkwegstelsels - zal worden vermalen in een "oerknal". Als dergelijke objecten bestaan, speelden ze een belangrijke rol in de evolutie van het heelal en dienden ze als embryo's, een soort 'DNA' van superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels. Zij hebben op hun beurt de vorming van de sterren "georkestreerd" en beheersen hun leven vandaag ", zegt de professor.
Om dit te verifiëren, geeft hij toe, is buitengewoon moeilijk - veel wetenschappers betwijfelen of het in principe mogelijk is. Aan de andere kant zijn, volgens hem, gravitatiegolfdetectoren in staat om nog iets belangrijks te zien, wat mogelijk de opkomst van de mensheid in een "handig" universum voor ons verklaart.
Promotie video:
Feit is dat veel astronomen en kosmologen tegenwoordig geloven dat ons universum een aantal unieke kenmerken heeft, waaronder de verhouding tussen het aandeel zichtbare, donkere materie en energie, waardoor er sterren, planeten en geschikte omstandigheden voor het ontstaan van leven in voorkomen.
Bernard Carr binnen de muren van het Fysiek Instituut van de Russische Academie van Wetenschappen in Moskou / Foto: FIAN.
De geringste afwijkingen in de waarden van deze en enkele andere fysische constanten, zoals aanhangers van dit idee, dat het 'antropische principe' wordt genoemd, geloven dat het universum levenloos zal worden of zijn levensduur zo veel zal bekorten dat noch de mensheid noch 'broeders in gedachten' de tijd zullen hebben om erin te verschijnen. …
Tegelijkertijd zeggen moderne kosmologische theorieën dat het heelal niet per se zo'n reeks eigenschappen hoeft te bezitten. Dienovereenkomstig rijst de vraag: waarom bestaan we en hoe is onze wereld ontstaan?
“Deze vraag heeft twee antwoorden, waarvan we er maar één hoeven te kiezen. Ten eerste zouden de unieke eigenschappen van het heelal "van bovenaf" kunnen worden ingesteld, wat ik persoonlijk, in tegenstelling tot veel collega's, niet helemaal uitsluit. Aan de andere kant is het bestaan van het zogenaamde Multiversum ook mogelijk. Hiertoe, zoals ik constant moet benadrukken, ben ik meer geneigd dan de aanwezigheid van enkele bovennatuurlijke krachten”, legt de kosmoloog uit.
Carr en vele andere kosmologen denken dat ons universum slechts een van de talloze parallelle werelden is die samen een grotere structuur vormen, het Multiversum. Deze "andere ruimtes" kunnen zeer verschillende sets van eigenschappen hebben, waardoor wetenschappers de unieke kenmerken van ons universum niet meer nodig hebben.
De mogelijkheid van hun bestaan volgt uit de snaartheorie en een aantal andere wiskundige concepten die de aanwezigheid van een groot aantal dimensies impliceren, waarvan sommige "opgerold" zijn in ons universum, maar "ingezet" in het multiversum.
“Het lijkt mij dat we zeker sporen van andere dimensies en parallelle werelden zullen vinden die naar het Multiversum wijzen. De enige vraag is welke eigenschappen ze zullen hebben. In sommige gevallen zullen de extra dimensies groot genoeg zijn om ons heelal te beïnvloeden, met name de vorming van zwarte gaten”, zegt de wetenschapper.
Sleutel tot het multiversum
Dit idee kan worden getest als astronomen berekenen hoeveel zwarte gaten er in ons heelal verschenen op het moment dat de grenzen ervan snel begonnen uit te breiden in de eerste seconden na de oerknal.
“Het aantal oer- of oerzwarte gaten kan niet willekeurig zijn. Met hun overvloed in het heelal is er simpelweg niet genoeg materie om melkwegstelsels, sterren en planeten te vormen, en met hun kleine hoeveelheid zullen de eigenschappen van donkere materie niet hetzelfde zijn als de huidige waarnemingen van relatief jonge sterrenstelsels laten zien,”vervolgt professor Carr.
Astronomen denken dat bijna alle oorspronkelijke zwarte gaten een relatief lage massa hebben. Om deze reden zouden ze al lang geleden verdampt en geëxplodeerd moeten zijn in het verre verleden, zoals de theorie van Stephen Hawking voorspelt. Grote oergaten verdampen langzamer en kunnen daarom tot op de dag van vandaag overleven.
“Ik heb Stephen lang willen vragen wat interessanter zou zijn - de ontdekking van sporen van explosies van oerzwarte gaten (dit zou het bestaan van Hawking-straling bevestigen) of de ontdekking van ongewoon grote objecten van dit type in het moderne universum. Hun ontdekking zou op zijn beurt betekenen dat we donkere materie vonden - herinnert de natuurkundige zich. - Stephen had liever de eerste optie gehad, maar persoonlijk neig ik naar de tweede. Het is niet alleen interessanter voor mij, maar in werkelijkheid ook waarschijnlijker. Dit zou weer een geweldige ontdekking zijn."
De kleinste zwarte gaten, waarvan de diameter kleiner is dan de zogenaamde Planck-lengte, zullen zich volgens Carr niet gedragen als singulariteiten, maar als "wormgaten", tunnels in de structuur van ruimte-tijd. Ze kunnen niet alleen verschillende universums met elkaar verbinden, maar ook verschillende tijden - verleden, heden en toekomst.
Een kosmisch web van gewone en donkere materie / Foto: Volker Springel, Virgo Consortium.
Sporen van oorspronkelijke zwarte gaten konden volgens Carr al door de mensheid worden gevonden. Feit is dat vrijwel alle uitbarstingen van zwaartekrachtgolven die door de LIGO- en VIRGO-telescopen worden ontdekt, worden gegenereerd door ongewoon grote zwarte gaten, waarvan het bestaan en de koppeling moeilijk te verklaren is.
Een ander mogelijk spoor zijn de recent ontdekte mysterieuze snelle radiosignalen (FRB-bursts) die afkomstig zijn uit verre hoeken van het universum, evenals enkele zwakke gammaflitsen zoals de gebeurtenis die afgelopen augustus werd geregistreerd met een uitbarsting van zwaartekrachtgolven.
Als er ooit primaire zwarte gaten worden ontdekt, kunnen ze, zoals de wetenschapper suggereert, een venster worden op de wereld van het Multiversum en een van de sleutels tot het antwoord op de belangrijkste vraag van de astronomie - hoe de zwaartekracht werkt.
“Lee Smolin, Peter Voight en andere sceptici houden constant vol dat de snaartheorie een puur wiskundige, abstracte aard heeft, op geen enkele manier verbonden met de echte wereld of de natuurkunde. Om dezelfde redenen bekritiseren ze de theorie van het Multiversum, die niet alleen door mij wordt ondersteund, maar ook door veel vooraanstaande natuurkundigen zoals Leonard Susskind en Martin Rees. Ja, we hebben problemen met het feit dat sporen van deze werelden bijna niet te vinden zijn, maar we kunnen niet met zekerheid zeggen dat we dit nooit zullen kunnen doen. We hebben 100 jaar besteed aan het ontdekken van zwaartekrachtsgolven. Het zal waarschijnlijk evenveel tijd kosten om parallelle dimensies te ontdekken en de snaartheorie te valideren. En oerzwarte gaten, denk ik, zullen de sleutel zijn tot hun ontdekking”, besluit Carr.
