Het paper “temt het multiversum” slechts.

Vorige week stierf Stephen Hawking op 76-jarige leeftijd. En nauwelijks een week later domineert hij – opnieuw – alle krantenkoppen. Dit keer gaat alle aandacht uit naar het laatste paper dat hij samen met de Belgische natuurkundige Thomas Hertog schreef: “A Smooth Exit from Eternal Inflation“.

Multiversum
Het paper – dat nog peer-review moet ondergaan, maar nu reeds op Arxiv kan worden ingezien – wordt in de internationale pers bejubeld. Het zou de weg vrijmaken voor het bewijzen van parallelle universa, oftewel het multiversum.

Het fundament
In werkelijkheid ligt dat iets genuanceerder, zo vertelt Thomas Hertog in gesprek met Scientias.nl. “Om het multiversum te kunnen testen, moeten we modellen van de oerknal op een rigoureus wiskundig fundament plaatsen dat het multiversum handelbaar maakt. En dat was eigenlijk de grote drijfveer van Hawking en mij, dat was onze missie: grip krijgen op het multiversum.”

“Laten we proberen het multiversum te temmen, zo vertelde Hawking mij een jaar geleden”

Inflatie
Het idee dat ons universum slechts één van de vele universa is, vloeit (onder meer) voort uit de ideeën die we over het begin van alles, oftewel de oerknal hebben. Zo gaan onderzoekers ervan uit dat het heelal kort na de oerknal een fase doormaakte waarin het in zeer korte tijd – een fractie van een seconde – zeker quintiljoenen keren groter werd. Door de jaren heen hebben natuurkundigen verschillende modellen ontwikkeld die deze inflatie beschrijven en de meeste van die modellen voorspellen een inflatie die nooit stopt, oftewel eeuwigdurend is. Maar dat zien we niet terug in ons universum: ons universum dijt nog wel uit, maar lang niet zo snel als kort na de oerknal. Hoe kunnen we die theorie dan toch verenigen met wat we zien? Door er iets bij te halen, wat we niet kunnen zien: parallelle universa. Sommige onderzoekers stellen dat ten tijde van de kosmische inflatie bubbels in de ruimtetijd ontstonden en dat elk van die bubbels een universum met zijn eigen natuurwetten herbergde. In sommige van die bubbels (zoals de onze) stopte de supersnelle uitdijing, in andere ging deze door. Daarnaast zou de inflatie tussen de bubbels ook nooit zijn gestopt, waardoor er continu ruimte ontstaat voor het ontstaan van nieuwe bubbels, oftewel nieuwe universa. Het resultaat? “Een gigantisch multiversum,” aldus Hertog. Hij bedoelt hiermee een continu groeiende verzameling universa waarin alles mogelijk is en het aantal mogelijkheden – tegelijkertijd het met aantal universa – eigenlijk alleen maar toeneemt. “Het is oneindig gevarieerd, alles kan. En daardoor kun je het niet testen en bovendien vertelt het ons dus ook niets over ons eigen universum.”

Reductie
Het zat Hawking dwars. “Laten we proberen het multiversum te temmen, zo vertelde hij mij een jaar geleden,” aldus Hertog. Het resultaat is “A Smooth Exit from Eternal Inflation“. “Eternal inflation betekent een gigantisch multiversum, met al maar meer mogelijkheden,” legt Hertog uit. “Maar de smooth exit betekent dat het niet zover komt: we reduceren het multiversum, wat betekent dat er een veel beperkter scala aan universa is. Dit paper brengt ons een stap dichter bij een wiskundig gezond en testbaar model van het multiversum.”

Op basis van dit paper kan op dit moment niet getoetst worden of er parallelle universa zijn. Daarvoor moet nog veel meer werk verzet worden. Zonder Stephen Hawking. “Hawking is binnen ons vakgebied één van de groten uit de 20e eeuw. Maar ook hij was ingebed in een dynamische, interactieve wetenschappelijke gemeenschap die voortbouwt op voorgangers. In die zin zijn we allemaal een schakel in een verhaal dat generaties overstijgt en Hawking speelt een grote rol in dat verhaal. Maar het is niet zo dat het verhaal niet verder gaat nu hij er niet meer is.”

Meer weten?
Dit weekend verschijnt op Scientias.nl een uitgebreid achtergrondartikel over het laatste paper van Hawking, de lange weg die onderzoekers nog te gaan hebben voor het multiversum bewezen kan worden en de impact die het bestaan van het multiversum op de wetenschap kan hebben.