Onze wereld zit vol met veel mysteries. Al duizenden jaren proberen mensen erachter te komen hoe het universum toch is gestructureerd, door welke wetten het zich ontwikkelt, waar het begint en wat het zal zijn. We hebben geweldige theorieën over het universum voor je voorbereid die je misschien niet kent. Dit zijn natuurlijk slechts theorieën, waarvan sommige er fantastisch uitzien, maar toch gebaseerd zijn op wetenschap en misschien wel waar zijn.
1
Het universum mag nooit bestaan
Sciencefiction-schrijver Ray Bradbury schreef ooit: "We zijn onmogelijk in een onmogelijk universum." En volgens een model gebaseerd op het Higgs-deeltje van King's College London, zou hij niet meer gelijk kunnen hebben, omdat het universum niet zou moeten bestaan.
Het probleem is dat het heelal in slechts een fractie van een seconde na de oerknal iets onderging dat kosmische inflatie wordt genoemd, wat een snelle expansie van het heelal was. Als dat waar is, zou inflatie hoogstwaarschijnlijk kwantumschommelingen of schokken in het energieveld veroorzaken. Deze schokken zouden zo sterk zijn dat ze het universum uit het Higgs-veld zouden duwen, dat verantwoordelijk is voor het geven van hun massa aan de deeltjes. In dit geval houdt het universum op te bestaan. Omdat u dit leest, weet u natuurlijk dat dit model verkeerd is. Dus waarom bestaat het universum terwijl het niet zou moeten?
Natuurlijk is de kans groot dat deze conclusies onjuist zijn, en in de toekomst kan een nieuw deeltje worden gevonden dat dergelijk gedrag van het heelal verklaart. Maar tot we erachter komen, hebben we geluk dat we hier zijn, terwijl we in theorie hier niet zouden moeten zijn.
2
In het begin was het universum eendimensionaal
Algemeen wordt aangenomen dat de oerknal een explosieve bol was. Maar een andere theorie beweert dat het in de eerste duizend biljoen seconden van de oerknal eigenlijk een eendimensionale lijn was. Energie joeg heen en weer voordat ze weefsel creëerde, wat de tweede dimensie is. Daarna veranderde het in drie dimensies - dit is de wereld die we zien.
Als het model correct is, zal dit helpen bij het oplossen van verschillende problemen met het standaardmodel van de deeltjesfysica, bijvoorbeeld de mismatch tussen kwantummechanica, de algemene relativiteitstheorie en kosmische inflatie. Als deze theorie echter klopt, leidt dit alleen tot grote vragen. Hoe en welke mechanismen werden bijvoorbeeld gebruikt om het universum in verschillende dimensies te veranderen?
3
Tien metingen?
Afbeelding van een tweedimensionale hypersurface van de Calabi-Yau-quintic in drie richtingen.
In de vorige theorie spraken we over hoe het heelal in een driedimensionale veranderde. Er zijn echter veel meer dimensies. Volgens de Superstring-theorie zijn er minstens 10.
Zo werkt het: de eerste dimensie is slechts één regel. De tweede dimensie is hoogte. De derde is diepte en de vierde is tijd.
Laten we hier meer mee doen. We zijn gewend te denken dat tijd een voorbijgaande zaak is; voor ons is er een verleden en een toekomst. In de snaartheorie heeft tijd dezelfde dimensie als diepte of hoogte. Elk object in het heelal kan zich in een bepaalde tijdsperiode bevinden, net zoals het de coördinaten van de ruimte heeft. Zo ben je in het 2020e jaar op aarde te vinden in een bepaalde coördinaat van de ruimte. Hier fungeert tijd als een extra vierde coördinaat.
Waar het een beetje vreemd begint te worden, is dit de vijfde dimensie. Dit is waar de multiversumtheorie een rol speelt. In de vijfde dimensie is er een universum dat erg lijkt op het onze, en we zouden de overeenkomsten en verschillen van onze werelden kunnen vinden.
De zesde dimensie is een veelvoud aan parallelle universums met dezelfde beginvoorwaarden. Dus als ons universum begon met de oerknal, dan beginnen alle andere universums in de zesde dimensie ook met de oerknal, alleen op elk nieuw moment in de tijd nemen de verschillen tussen hen toe. Met andere woorden, dit zijn allemaal mogelijke opties voor de ontwikkeling van het heelal vanaf de oerknal. Deze opties zijn oneindig veel, en in sommige ervan bestaat onze zon misschien niet, maar in sommige ben je een miljonair en misschien andersom - een bedelaar. In een of ander parallel universum ben je een dokter, in een soort rover. En elke seconde zijn er veel nieuwe parallelle werelden, in de ene lees je dit artikel tot het einde, in de andere sluit je nu de pagina.
De zevende dimensie is nog ingewikkelder. Dit zijn werelden met verschillende beginvoorwaarden. Als onze wereld begon met de oerknal, dan ontstaan in de zevende dimensie de universums op verschillende manieren, waarvan je alleen maar kunt raden.
De achtste dimensie beschrijft de totaliteit van alle universums met allerlei beginvoorwaarden, waarin elk een oneindig aantal takken heeft.
De negende dimensie beschrijft allerlei universums met verschillende beginvoorwaarden, met verschillende natuurkundige wetten, met verschillende deeltjes.
En de laatste, tiende dimensie omvat absoluut alles wat je je maar kunt voorstellen en zelfs meer. Dit is het geheel van alles. In de 10e dimensie is zelfs NIETS mogelijk. En dit is iets dat mensen niet eens kunnen begrijpen.
De redacteuren van thebiggest zijn al volledig in de war met deze metingen. Maar snaartheorie in de wetenschappelijke wereld is niet langer een prioriteit, hoewel praten dat het universum meer dan 4 dimensies heeft erg relevant is.
4
We leven in het verre verleden van een parallel universum
De term "pijl van tijd" werd voor het eerst geïntroduceerd in 1927 en beschrijft het verstrijken van de tijd. Alles in onze wereld gehoorzaamt aan de tweede wet van de thermodynamica, die zegt dat entropie altijd toeneemt. De eieren zijn gebarsten en geslagen en zullen nooit terugdraaien en in de schaal vallen.
Het probleem is dat als de tijd alleen maar vooruitgaat, veel van de beste vergelijkingen over hoe het universum werkt, bijvoorbeeld de elektrodynamica-theorie van James Clerk Maxwell, de universele zwaartekrachtswet van Isaac Newton of de speciale en algemene relativiteitstheorie van Einstein, verkeerd zijn.
Als de tijd echter heen en weer loopt, werken ze allemaal perfect. Een van de ongelooflijke opties voor de structuur van ons universum is dat tijdens de oerknal twee parallelle universums zijn gevormd. Eén, waar tijd vooruitgaat en parallel, waar tijd teruggaat.
Als we een ander heelal zouden kunnen zien, zouden we zien dat de tijd teruggaat, en we zouden waarschijnlijk de toekomst van ons heelal zien (ervan uitgaande dat we de gemiddelde leeftijd van het heelal niet zijn gepasseerd). We zouden in het verre verleden van een parallel universum leven. Dit natuurlijk als we ons niet in een realiteit bevinden die in de tegenovergestelde richting leeft en dit niet begrijpt.
5
We leven in de Matrix
Er is veel tijd verstreken sinds de release van de film Matrix in 1999, maar het idee dat ons universum een computersimulatie is, wint steeds meer fans onder de vertegenwoordigers van de wetenschappelijke gemeenschap.
Daar zijn inderdaad veel voorwaarden voor. Laten we beginnen met duidelijke analogieën. Tegenwoordig ontwikkelt de ontwikkeling van informatietechnologie zich zeer snel. Zelfs 20-30 jaar geleden speelden mensen tv-settopboxen met vreselijke graphics, en nu kunnen we met verschillende apparaten de wereld van virtual reality induiken. In minder dan een halve eeuw zal een persoon in staat zijn om in virtual reality te komen, zonder het volledig te onderscheiden van de echte wereld.
Dit bracht velen tot nadenken, maar zou het kunnen zijn dat een of andere beschaving een zodanig ontwikkelingsniveau heeft bereikt dat het in staat was een fysiek correcte wereld te simuleren waarin de personages niet konden weten dat ze in een kunstmatige simulatie leven? Waarom niet?
En we zijn ervan overtuigd dat de mensheid in de toekomst zal proberen zo'n wereld te creëren, en na verschillende pogingen dit zal doen.
Zoals bij elk computerprogramma gebeuren er fouten, in onze wereld zien we een aantal vreemde dingen. Wonderen kunnen bijvoorbeeld worden verklaard door de "bugs" van het systeem. De beperkte lichtsnelheid past ook gemakkelijk in dit model. En de kwantumtheorie staat in het algemeen vol met duistere dingen. In een computerspel worden bijvoorbeeld kleinere objecten om grotere geheugenbronnen te optimaliseren op grotere afstand minder gedetailleerd. Dus in het leven gedragen elementaire deeltjes zich op totaal verschillende manieren. Bij nader onderzoek volgen ze de wetten van de kwantumfysica op, maar als we de waarnemer verwijderen, beginnen de deeltjes te leven volgens andere, meer vereenvoudigde wetten. Dit pleit ook voor een simulatietheorie.
Stel je voor dat mensen in de toekomst een wereld zullen creëren waarin we ons zonnestelsel volledig kunnen simuleren, tot in de kleinste elementen. En de aarde en de maan, en zelfs mensen. Dat is heel goed mogelijk. En het is mogelijk dat deze wereld een soort schoolkind van de toekomst zal creëren op zijn pc als onderdeel van zijn gebruikelijke huiswerk. En in een fractie van een seconde zal de computer miljarden jaren aan ontwikkeling van deze wereld berekenen, waarom niet? En er zullen miljoenen van zulke studenten zijn. En wat weerhoudt hen ervan om duizend van zulke werelden te doen? Niets. En het is heel goed mogelijk dat onze wereld daar een van is.
En laten we verder gaan. Stel je dezelfde student voor die een soort virtueel universum heeft gecreëerd waarin mensen leven. En deze virtuele mensen zijn zo geëvolueerd dat ze ook in staat waren om een nieuwe virtuele wereld te creëren binnen hun virtuele wereld. En in die wereld zijn er ook mensen die niets vermoeden. Het is dus waarschijnlijk dat ons schoolkind van de toekomst in een van deze werelden terechtkomt, die ook is gecreëerd door een soort beschaving.
En de laatste. Denk aan een paar miljard mensen in de wereld. Hoeveel van hen heb je gezien? Duizend? Twee? Drie? Meestal communiceer je met een vrij kleine kring van mensen. Ouders, kinderen, vrienden, familieleden. Denk je dat er veel computerbronnen zullen worden besteed aan het gedetailleerd modelleren van je lichaam en aan mensen die dicht bij je staan?
Het is nog niet gedaan
Als je dit artikel leuk vond, hebben we goed nieuws voor je! Je kunt in dit artikel andere even interessante theorieën lezen over de structuur van ons heelal. TheBiggest-redacteuren kijken uit naar uw opmerkingen over dit onderwerp. Schrijf op welke verbazingwekkende theorieën over het heelal voor jou het meest aannemelijk leken.
Noot van de redactie: dit artikel is bijgewerkt sinds de eerste publicatie in november 2017.