Mensen hebben geprobeerd de vraag te beantwoorden waarom het universum al duizenden jaren bestaat. Maar de wetenschap heeft nog niet eens een ruw antwoord gehad.
In de afgelopen jaren zijn natuurkundigen en kosmologen echter actief op zoek gegaan naar antwoorden. Ze merken op dat we nu een goed begrip hebben van de geschiedenis van het universum, evenals de natuurkundige wetten waardoor het bestaat. Deze informatie kan ons aanwijzingen geven over hoe en waarom het universum bestaat.
Allemaal vanuit het niets
De algemene conclusie waartoe deze wetenschappers zijn gekomen, is dat het hele universum, vanaf het moment van de oerknal tot de met sterren en melkwegstelsels bezaaide ruimte waarin we nu leven, uit het niets voortkwam.
Volgens hen moest dit gebeuren omdat "niets" zeer vluchtig is.
Wetenschappers beweren dat deze conclusie volgt uit twee van de meest succesvolle wetenschappelijke theorieën: de kwantummechanica en de algemene relativiteitstheorie.
Promotie video:
Hoe verklaren deze theorieën precies het ontstaan van alles vanuit het niets? En wat heeft de oerknaltheorie hiermee te maken?
Deeltjes uit vacuüm
De kwantummechanica stelt dat er niet zoiets als "niets" bestaat. Zelfs het meest ideale fysieke vacuüm is eigenlijk gevuld met deeltjes en antideeltjes die zich vanuit het niets vormen en vrijwel onmiddellijk weer in het niets verdwijnen.
Deze virtuele deeltjes zijn zo vergankelijk dat ze niet direct kunnen worden waargenomen, maar we weten dat ze dat wel zijn dankzij de sporen die hun korte bestaan heeft achtergelaten.
Ruimte-tijd door de afwezigheid van ruimte en tijd
Van kleine deeltjes zoals atomen, laten we verder gaan naar enorme kosmische lichamen zoals sterrenstelsels. De beste theorie om dergelijke grootschalige constructies te beschrijven, is de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein, die uitlegt hoe ruimte, tijd en zwaartekracht werken.
Relativiteit is heel anders dan de kwantummechanica, en tot nu toe kan niemand de twee fundamentele fysische theorieën perfect combineren. Er waren echter mensen die het probeerden.
De afweging die ze hebben gemaakt, is dat wanneer de kwantumtheorie wordt toegepast op de kleinste schaal van de kosmos, de ruimte zelf onstabiel wordt. Ruimte-tijd wordt gedestabiliseerd, roteert en kookt in een schuim van ruimte-tijdbellen.
Met andere woorden, kleine bellen van ruimte en tijd kunnen volledig spontaan ontstaan. Als ruimtetijd wordt waargenomen door het prisma van de kwantumtheorie, kan deze trillen. Zo kunnen virtuele ruimte-tijd-modellen net zo spontaan ontstaan als virtuele deeltjes.
En als iets in de kwantumfysica niet onmogelijk is, zal het zeker vroeg of laat gebeuren.
Bubble universum
Het blijkt dat niet alleen deeltjes en antideeltjes uit het niets kunnen ontstaan: de bellen van ruimte-tijd kunnen hetzelfde doen. De vraag rijst echter: hoe vindt de sprong plaats van een oneindig kleine ruimte-tijdbel naar een gigantisch universum dat uit honderden miljarden sterrenstelsels bestaat?
Het inflatoire model van het heelal beantwoordt deze vraag, die zegt dat het heelal vanaf het moment van de oerknal tot op de dag van vandaag zich blijft uitbreiden. En als sterrenstelsels van elkaar af bewegen, bevonden ze zich hoogstwaarschijnlijk ooit dichtbij.
Universum of multiversum?
In dit stadium ziet het creëren van het universum er eenvoudig uit. De kwantummechanica vertelt ons dat "niets" onstabiel is, en dat de eerste sprong van "niets" naar "iets" onvermijdelijk was. De relativiteitstheorie en de uitbreiding van het universum legt uit hoe een kleine luchtbel van ruimte-tijd tot een groot, rijk universum bloeide.
Een volkomen logische vraag rijst: waarom is dit maar één keer gebeurd? Als er een enkele ruimte-tijdbel verscheen en deze erin slaagde uit te breiden om ons universum te vormen, wat verhindert dan dat andere bellen hetzelfde doen?
Volgens natuurkundige Andrei Linde zijn er altijd universums ontstaan, en dit proces is eindeloos.
Wanneer de "bel" van het nieuwe universum stopt met zwellen, is hij nog steeds omgeven door ruimte die blijft bestaan. Deze ruimte zou meer universums kunnen voortbrengen met nog meer onstabiele ruimte eromheen. Dus zodra de inflatie in één universum begint, zou dit een eindeloze cascade van universums met zich mee moeten brengen. Ons universum is misschien maar één zandkorrel op een eindeloos strand.
Tot dusver hebben we geen sterk bewijs voor het bestaan van andere universums. Maar op de een of andere manier geven deze ideeën een geheel nieuwe betekenis aan de uitdrukking "iets uit het niets".
Hoop Chikanchi