Even een opmerking over vele werelden
Het bestaan van één wereld is al raadselachtig genoeg. Dus hoe zit het dan met vele werelden? Zo’n onbeheerste overdaad aan zijn lijkt de zoektocht naar een ultieme verklaring nog veel hopelozer te maken. Dan lijkt er bij de toch al onhandelbare vragen ‘waarom iets?’ en ‘waarom dit?’ nog eens een derde te komen: ‘waarom zo veel?’
En toch lag de hypothese van de vele werelden sommige denkers die ik ontmoette blijkbaar na aan het hart. Ondanks zijn tot het sceptische geneigde instelling was Steven Weinberg er niet voor teruggeschrokken haar te omarmen. En de (aanzienlijk minder sceptische) David Deutsch evenzo. Beiden meenden dat het bestaan van vele heelallen sommige diepgaande aspecten van ons eigen heelal, zoals zijn anders onverklaarbare kwantumgedrag (Deutsch) en zijn onwaarschijnlijke geschiktheid voor leven (Weinberg), minder raadselachtig zou maken.
Richard Swinburne had daarentegen de hypothese van ‘een biljoen maal biljoen andere heelallen’ ‘het toppunt van irrationaliteit’ genoemd. En hij is niet de enige die er zo afwijzend tegenover staat. Martin Gardner, degene die zoveel gedaan heeft aan het populariseren van wetenschap en het aan de kaak stellen van fraude, hield staande dat ‘er geen greintje bewijs is dat er nog een ander heelal is dan het heelal dat wij bewonen’. Theorieën over meerdere heelallen waren volgens Gardner ‘stuk voor stuk onnozele fantasietjes’. En de natuurkundige Paul Davies zette de discussie voort op de opiniepagina van de New York Times, waar hij schreef dat ‘het aanroepen van een oneindige hoeveelheid onzichtbare heelallen als verklaring voor de ongewone aspecten van het heelal dat we zien, net zo ad hoc is als het aanroepen van een onzichtbare Schepper’. Beide veronderstellingen vragen volgens Davies om ‘blind geloof’.
Moeten we nu wel of niet in meerdere heelallen geloven? En houdt onze beslissing op dat punt verband met de nog dieper gaande vraag waarom er iets is en niet niets?
Voordat we ons over deze materie buigen, moeten we ons even bezighouden met een semantisch puntje. Als het heelal ‘alles wat er is’ is, moet het dan niet per definitie zo zijn dat er maar één zo’n ding is? Inderdaad. Maar als natuurkundigen en filosofen het over twee verschillende ruimtetijdregio’s hebben als over ‘twee heelallen’, dan bedoelen ze over het algemeen dat die regio’s 1) heel erg groot zijn, 2) causaal geheel los van elkaar staan, 3) en dus over en weer onkenbaar zijn via rechtstreekse waarneming. Dat je kunt zeggen dat die twee regio’s aparte heelallen zijn, wordt nog eens extra ondersteund als 4) ze totaal verschillende eigenschappen hebben – dus als een van beide bijvoorbeeld drie ruimtelijke dimensies heeft, terwijl de ander er zeventien heeft. Om uit te komen op de existentieel nogal prikkelende mogelijkheid dat twee ruimtetijdregio’s als gescheiden kunnen worden opgevat als ze 5) parallel zijn, wat betekent dat ze iets van elkaar afwijkende versies van dezelfde entiteiten bevatten. Ze zouden bijvoorbeeld een aantal alter ego’s van jou kunnen bevatten. Denkers die rekening houden met de mogelijkheid dat er heel veel heelallen zijn in een of andere combinatie van de hierboven genoemde opzichten, gebruiken de term multiversum (of soms ‘megaversum’) voor de hele verzameling.
En waarom zouden we geloven in het multiversum?
Aangezien de andere heelallen per definitie niet rechtstreeks vanuit ons eigen heelal waarneembaar zijn, is het aan degenen die beweren dat ze bestaan te bewijzen dat dit zo is. En de voorstanders van het multiversum hebben daarbij in essentie twee soorten argumenten.
Eén soort argument – en dat is dan het goede soort – ten gunste van een multiversum is dat het bestaan van andere heelallen voortvloeit uit bepaalde kenmerken van ons eigen heelal en de theorieën die de beste verklaring zijn voor die kenmerken. Zo valt uit metingen aan de kosmische achtergrondstraling – dus de echo die is overgebleven van de oerknal – af te leiden dat de ruimte waarin we leven oneindig is en dat de materie daarin volledig willekeurig is verspreid. Dit betekent dat alle mogelijke rangschikkingen van materie ergens moeten bestaan – waaronder exacte en minder exacte kopieën van onze eigen wereld en de wezens in die wereld. Een snel rekensommetje leert dat ergens zo’n 10 tot de 10 e tot de 28e macht meter (101028) (mijlen, Ångström of lichtjaren – de meeteenheden maken niet uit als het om zulke grote getallen gaat) verderop een exacte kopie van jou moet bestaan. Vanwege de eindige snelheid van het licht zijn deze parallelle werelden – en onze dubbelgangers daarin – echter ontoegankelijk voor ons, en dat zullen ze altijd blijven indien het heelal steeds verder blijft uitdijen.
Een nog veel woester soort heelal zou worden voortgebracht door de theorie van de ‘chaotische inflatie’. Deze theorie is in de jaren tachtig voorgesteld door de Russische natuurkundige Andrei Linde als verklaring voor de manier waarop ons heelal eruitziet – groot, uniform, plat, met een lage entropie. In deze theorie is ook voorzien dat oerknallen een tamelijk gebruikelijk verschijnsel zijn. In het inflatoire plaatje is het multiversum een bruisend vat vol talloze, wederzijds geïsoleerde ‘luchtbelheelallen’. Die luchtbelheelallen komen niet voort uit nietsheid, maar worden geacht te ontspruiten aan een reeds bestaande chaos.
Het inflatoire multiversum werpt dus geen licht op het raadsel waarom er iets is en niet niets. Maar, zoals Steven Weinberg tijdens ons gesprek opmerkte, het biedt wel een keurige oplossing voor een ander raadsel, namelijk het raadsel van ons bestaan. Binnen de inflatoire kosmologie hebben de natuurwetten in het hele heelal eenzelfde algemene vorm. Maar in details – dus de precieze sterkte van de krachten, de relatieve massa’s van deeltjes, het aantal ruimtelijke dimensies, en ga zo maar door – variëren die wetten van heelal tot heelal. (Deze willekeurigheid is het gevolg van kwantumvariaties bij de geboorte van de diverse luchtbelheelallen.) Als ons heelal er een is van veel heelallen met willekeurig variërende natuurkundige details, is het niet meer dan redelijk te verwachten dat in een aantal van die heelallen precies de juiste voorwaarden heersen om intelligent leven voort te brengen. Voeg daar de waarheid als een koe aan toe dat als we al bestaan, we ons wel in een heelal moeten bevinden waar zulke leven voortbrengende voorwaarden bestaan – het zogeheten antropische principe – en ineens is die veronderstelde fijne afstemming van ons heelal op leven helemaal niet meer zo opmerkelijk. Het is niet nodig de hypothese God tevoorschijn te halen om de vraag ‘Waarom zijn wij hier?’ te beantwoorden.
Dus als wetenschappelijke waarnemingen aanleiding geven te denken dat er andere heelallen zijn, verdwijnen bijna als bijkomend voordeeltje meteen ook bepaalde raadsels omtrent ons eigen heelal. Daar had Weinberg al op gewezen. Maar sommige denkers willen die redenatie omkeren. Die houden staande dat er wel andere heelallen moeten bestaan, juist omdat je daarmee bepaalde raadsels wegwerkt. Dit is het tweede soort argument ten gunste van het multiversum – maar dan het mindere soort, aangezien dat niets te maken heeft met empirische waarneming.
Een van de versies van dit argument is een voortvloeisel uit pogingen om de kwantumtheorie begrijpelijk te krijgen. Neem de beroemde paradox van Schrödingers kat – de arme kat in een doos die tegelijkertijd dood en levend is vanwege de kwantum-opeenstapeling van mogelijkheden. Volgens de ‘vele-werelden’-interpretatie van de kwantumtheorie deelt Schrödinger als gedachte-experiment het heelal op in twee parallelle kopieën, één met een levende, de andere met een dode kat (en elk daarvan bevat een versie van jou). Natuurkundigen die deze interpretatie welwillend bezien – en daar zijn veel gerenommeerde namen bij, zoals Richard Feynman, Murray Gell-Mann en Stephen Hawking – stellen dat elk heelal per seconde uiteenvalt in kopieën, waarvan er zo’n tien met honderd nullen erachter zijn, die allemaal even werkelijk zijn. Maar aangezien de kwantumtheorie uitsluit dat deze parallelle werelden op zelfs maar de vaagste manier met elkaar communiceren, kan hun werkelijkheid niet experimenteel worden waargenomen.
Een andere versie van deze achterwaartse redenering voor meerdere heelallen werd verdedigd door de inmiddels overleden filosoof David K. Lewis. Lewis deed zijn mede-filosofen versteld staan met zijn bewering dat alle logischerwijs mogelijke werelden ook werkelijk bestaan en net zo werkelijk zijn als de wereld die wij ‘echt bestaand’ noemen. Waarom hij zoiets dacht? Omdat hun werkelijke bestaan in één klap een heel scala aan filosofische problemen zou oplossen. Neem het probleem van de ‘wat als-stelling’. Wat betekent het als je zegt: ‘Als jfk niet naar Dallas was gegaan, was de oorlog in Vietnam eerder afgelopen’? Volgens Lewis is zo’n contrafactuele uitspraak alleen waar als er een werkelijk bestaande wereld is die sterk lijkt op de echte wereld, maar waarin jfk níet naar Dallas ging en de oorlog in Vietnam inderdaad eerder was afgelopen. De mogelijke werelden van Lewis komen ook uitstekend van pas om uitspraken als ‘wanneer Pasen en Pinksteren op één dag vallen’ begrijpelijk te maken.
Zulke dubieuze argumenten ter ondersteuning van het idee dat er een multiversum bestaat hebben geleid tot al even dubieuze argumenten ertegen, zoals de volgende drie:
1) Het is niet wetenschappelijk. Zowel Paul Davies als Martin Gardner stelt dat de stelling ‘het multiversum bestaat’ geen empirische inhoud heeft, en dus niet meer is dan loze metafysica. Maar er zijn theorieën die het bestaan van een multiversum impliceren – zoals de theorie van de chaotische inflatie – die wel degelijk voorspellingen opleveren die kunnen worden getest; bovendien worden deze voorspellingen ondersteund door het bewijsmateriaal dat tot nu toe is verzameld. In de loop van het komende decennium zullen die theorieën verder worden bevestigd door betere metingen aan de microgolfachtergrondstraling en de grootschalige verdeling van materie – of compleet onderuitgehaal worden. Dat heeft veel weg van echte wetenschap.
2) Alternatieve heelallen horen te worden weggeschoren door Ockhams scheermes. Zowel Davies als Gardner vindt dat het hele idee van een multiversum veel te wild is. ‘Het is toch veel eenvoudiger en makkelijker te geloven dat er maar één heelal is en zijn Schepper, dan dat er talloos miljarden en nog eens miljarden werelden zijn,’ schrijft Gardner. Is dat wel zo? Ons heelal ontstond bij de oerknal, en (zoals de Canadese filosoof John Leslie eens heeft opgemerkt) het zou uitzonderlijk eigenaardig zijn als het mechanisme achter de gebeurtenis die onze wereld heeft voortgebracht het stempel droeg: dit mechanisme heeft slechts eenmaal gewerkt. Een computerprogramma dat de hele opeenvolging van getallen print is eenvoudiger dan een programma dat één enkel, extreem lang getal print.
3) Als dat multiversum werkelijk bestond, zou het onze eigen wereld terugbrengen tot een The Matrix-achtige simulatie. Dit door Davies geuite bezwaar is veruit het meest bizarre van allemaal. Als er inderdaad talloze heelallen waren, betoogt Davies, zouden sommige daarvan technologisch geavanceerde beschavingen bevatten die met behulp van computers eindeloze hoeveelheden virtuele werelden konden scheppen. En die virtuele werelden zouden de echt bestaande heelallen waaruit het multiversum bestond verre overtreffen in aantal. Dus op het eerste gezicht kun je uit de theorie over het multiversum afleiden dat het veel waarschijnlijker is dat wij schepselen zijn in een virtuele wereld dan in een werkelijk tastbaar heelal. Als de multiversumtheorie waar is, zegt Davies, ‘is er geen reden om te verwachten dat de wereld waarin je op dit moment dit zit te lezen de echte wereld is en geen simulatie.’ Hij vat dit op als een reductio ad absurdum van het multiversumidee. Maar Davies’ argument is om op zijn minst twee redenen nogal zwak. Als het steekhoudend was, zou daarmee het bestaan van technologisch geavanceerde beschavingen in dit heelal uitgesloten zijn, aangezien die volgens zijn redenering dus ook in ruime mate gesimuleerde werelden aan het creëren dienden te zijn. En de hypothese dat we zelf in een simulatie leven, heeft geen enkele empirische inhoud. Hoe zou die bewering kunnen worden geverifieerd of gefalsificeerd? We kunnen er niet eens fatsoenlijk over praten, zoals Hilary Putnam ooit heeft gezegd, aangezien onze woorden zouden verwijzen naar zaken ‘binnen’ de veronderstelde simulatie.
Het grootste discussiepunt onder degenen die het idee van het multiversum serieus nemen, is misschien wel hoeveel van elkaar onderscheiden versies ervan bestaan. Is het kwantummultiversum bijvoorbeeld hetzelfde als het inflatoire multiversum? Zoals ik eerder heb gemeld, is het kwantummultiversum de versie die is bedacht om eigenaardigheden in de kwantumnatuurkunde begrijpelijk te krijgen. Het werd in eerste instantie in de jaren vijftig naar voren gebracht door de natuurkundige Hugh Everett iii in de vorm van zijn veel-wereldeninterpretatie, en hij stelde daarmee dat de diverse mogelijke uitkomsten van een kwantummeting overeenkomen met parallelle heelallen die allemaal naast elkaar bestaan binnen een of andere grotere werkelijkheid. Het inflatoire multiversum werd daarentegen ingegeven door kosmologische overwegingen. Het omvat een oneindige hoeveelheid luchtbelheelallen die stuk voor stuk met een eigen oerknal uit een oerchaos zijn voortgekomen.
De werelden waaruit dat inflatoire multiversum bestaat, zijn van elkaar gescheiden door ruimte die niet kan worden overgestoken, aangezien ze sneller uitdijen dan het licht. De werelden waaruit het kwantummultiversum bestaat, daarentegen, zijn van elkaar gescheiden door… tja, dat weet niemand. Het beeld dat die kwantumwerelden op een of andere manier van elkaar vertakken, suggereert dat ze in zekere zin bij elkaar in de buurt zijn; en dat gaat ook op voor het beeld dat die parallelle werelden een heel klein beetje tegen elkaar aan duwen (zoals in het tweespletenexperiment).
Zulke verschillen in aanmerking genomen zou je kunnen denken dat we het over twee totaal verschillende multiversums hebben. En toch zijn er opmerkelijk genoeg gerenommeerde natuurkundigen die er niet mee zitten de twee samen te voegen. Een van hen is Leonard Susskind, medebedenker van de snaartheorie. ‘Het idee van de vele werelden [multiversum] van Everett lijkt op het eerste gezicht een totaal ander concept dan die van het eeuwig uitdijende universum,’ heeft Susskind eens opgemerkt. ‘En toch denk ik dat die twee wel eens een en hetzelfde konden zijn.’
Ik vond de veronderstelling van Susskind dat die twee op het eerste gezicht nogal verschillende versies van het multiversum wel eens identiek zouden kunnen zijn, nogal verbijsterend, dus ik maakte er een opmerking over tegen Steven Weinberg. ‘Dat vond ik ook nogal raadselachtig,’ zei hij. ‘Ik heb het er met anderen over gehad, en die begrepen het ook niet.’ Weinberg staat weliswaar niet afwijzend tegenover de veel-wereldeninterpretatie van de kwantummechanica, maar wat hem betreft staat die wel ‘compleet haaks’ op de kwestie van het inflatoire heelal. Met andere woorden, hij zag geen reden de twee multiversums aan elkaar gelijk te stellen, zoals Susskind deed. ‘Op dat punt ben ik het niet eens met Susskind,’ zei Weinberg tegen me, ‘en ik weet niet waarom hij het heeft gezegd.’
Of de multiversums die zijn voorgesteld door natuurkundigen er nu één of veel zijn, ze zijn in elk geval contingent en niet noodzakelijk. Ze bevatten niets wat hun bestaan verklaart. En de werelden die een multiversum omvat variëren weliswaar in hun kenmerken, maar gehoorzamen aan dezelfde natuurwetten – wetten die om onverklaarbare redenen een bepaalde vorm aannemen en niet een andere. Dus hoe uitzonderlijk een zuiver in natuurkundige termen opgevat multiversum ook mag zijn, een paar fundamentele vragen blijven onverlet: Waarom déze wetten? En waarom is er een multiversum dat die wetten omvat en niet niets?
‘Waarschijnlijk is hier nog een geheim dat moet worden ontdekt,’ zei de grote negentiende-eeuwse Amerikaanse pragmaticus C.S. Peirce – toevallig ook degene die bij wijze van spotternij opmerkte dat er tot zijn spijt niet net zoveel heelallen zijn als bosbessen. De natuurkunde lijkt niet in staat op eigen kracht dit geheim te ontdekken. Vandaar dat sommige natuurkundigen flirten met het op een mystieke manier nadenken over de werkelijkheid die herinneringen oproept aan Plato, zo niet aan Pythagoras. Als ze al niet compleet voor de bijl zijn gegaan.