Maak onderscheid tussen kosmologische hypothesen en fictieve werelden

De kosmologie bestudeert het fysieke universum: de inhoud, geschiedenis, structuur en grootschalige dynamiek ervan. In alledaags taalgebruik betekent ‘het universum’ vaak alles wat bestaat. In sommige discussies over het multiversum verwijst een universum echter naar een bepaald fysiek domein, terwijl ‘multiversum’ een bredere verzameling van zulke domeinen aanduidt. De terminologie wordt niet in elke theorie op dezelfde manier gebruikt, dus het is nuttig om na te gaan wat elke auteur als een universum beschouwt. Het overzicht van de kosmologie in de Stanford Encyclopedia of Philosophy bespreekt het observationele en theoretische karakter van het vakgebied en de bijzondere uitdaging van het bestuderen van een universum waarvan we maar één waargenomen voorbeeld hebben.

Een nuttige afbakening is het waarneembare universum: het gebied van waaruit licht of andere signalen ons sinds het vroege universum hadden kunnen bereiken. De grens ervan is niet noodzakelijk een fysieke muur of de rand van alle ruimte. De ruimte kan zich verder uitstrekken dan we kunnen waarnemen; als dat zo is, blijven die verre gebieden buiten ons directe gezichtsveld. Die mogelijkheid is iets anders dan het bevestigen van afzonderlijke universums met hun eigen geschiedenis of natuurwetten.

Er bestaat niet één multiversummodel. Natuurkundigen gebruiken het woord voor ideeën die verbonden zijn aan verschillende theoretische kaders, en die ideeën houden niet allemaal hetzelfde in. Max Tegmarks artikel ‘Parallel Universes’ geeft een overzicht van een reeks voorstellen, van verre gebieden in een zeer groot universum tot meer speculatieve mogelijkheden rond inflatie, de kwantumtheorie of verschillende wiskundige structuren. Het is een theoretisch overzicht, geen verslag van waarnemingen van andere universums.

Een bekende kosmologische benadering begint bij inflatie, een veronderstelde zeer vroege periode van snelle uitdijing. Volgens sommige versies van inflatie kan die in bepaalde gebieden doorgaan terwijl ze in andere eindigt, waardoor afzonderlijke ‘bubbelgebieden’ ontstaan. Afhankelijk van het model kunnen die gebieden dezelfde bekende natuurkunde hebben of andere effectieve eigenschappen. Of zulke gebieden bestaan en waarneembare gevolgen hebben, hangt af van de details van het voorstel; het wordt geen vaststaande waarneming enkel doordat inflatie in de kosmologie wordt bestudeerd.

De kwantummechanica kent een ander, afzonderlijk gebruik. In de veelwereldeninterpretatie evolueert de kwantumtoestand zonder de ineenstorting die sommige andere interpretaties veronderstellen, en worden uitkomsten beschreven in afzonderlijke takken van die toestand. Die takken ‘universums’ noemen kan een handige verkorte aanduiding zijn, maar betekent niet dat waarnemers een naburige wereld hebben ontdekt of tussen takken kunnen reizen. Deze interpretatie gaat over de manier waarop we de kwantumtheorie begrijpen, niet over een rechtstreeks astronomisch onderzoek van andere plaatsen.

Deze toepassingen moeten niet worden samengevoegd tot één bewering. Een model van verre gebieden in een enorm kosmos, een model van inflatiebellen en een interpretatie van de kwantummechanica roepen verschillende vragen op en vereisen verschillend bewijs. Een fictief portaal waarmee een personage een parallelle aarde kan bezoeken, is een afzonderlijke verbeeldingsconventie.

Bewijs zou een specifiek multiversumvoorstel op een manier aan waarneembare gegevens moeten koppelen die het onderscheidt van concurrerende verklaringen. Dat kan bijvoorbeeld een voorspeld patroon in waarnemingen van ons eigen universum zijn, een detecteerbare fysieke wisselwerking of een kenmerkend gevolg van de theorie dat overeind blijft na vergelijking met alternatieven. Het signaal, de onzekerheid ervan en de redenering die de meting aan de voorgestelde oorzaak koppelt, zijn allemaal van belang. Een suggestief patroon op zichzelf zou de kwestie niet beslissen als gewone processen of andere modellen het ook kunnen verklaren.

Sommige inflatiemodellen hebben bijvoorbeeld aanleiding gegeven tot zoektochten naar mogelijke sporen van botsingen tussen uitdijende bubbelgebieden in de kosmische achtergrondstraling, de nagloed van het vroege universum. Een kandidaatpatroon zou zorgvuldig statistisch en natuurkundig moeten worden onderzocht, en elke interpretatie zou afhangen van het door het model voorspelde signaal. Een nulresultaat zou versies die detecteerbare sporen voorspellen, kunnen beperken; het zou niet automatisch elk multiversumvoorstel uitsluiten. Tegmark bespreekt ook hoe moeilijk het is om voor sommige voorstellen toetsbare voorspellingen te formuleren, onder meer vanwege vragen over de toekenning van kansen.

Tot nu toe heeft geen enkele waarneming het bestaan van andere universums aangetoond. Waarnemingen van de kosmische achtergrondstraling en de uitdijingsgeschiedenis van ons eigen universum zijn belangrijk bewijs voor de kosmologie, maar zijn op zichzelf geen waarnemingen van afzonderlijke universums. De zorgvuldige formulering is dat specifieke multiversumvoorstellen hypothesen blijven waarvan de wetenschappelijke status afhangt van de vraag of ze toetsbare voorspellingen opleveren die onderscheid maken tussen mogelijke verklaringen.

Gebruik deze toets met drie vragen wanneer je een bewering over het multiversum tegenkomt:

Deze toets bepaalt niet of een theorie uiteindelijk juist is. Hij helpt je onderscheid te maken tussen een vaststaande waarneming, een modelafhankelijke voorspelling en een idee waarvoor momenteel geen duidelijke observationele toets bestaat.

Fictie kan wetenschappelijke woordenschat gebruiken zonder wetenschappelijk bewijs te claimen. Bepaal wat de werelden met elkaar verbindt en welke grenzen die verbinding heeft om de wereld samenhangend te laten aanvoelen. Probeer deze oefening:

Stel je bijvoorbeeld twee werelden voor die uiteenliepen toen in de ene nooit een oud navigatienetwerk werd gebouwd. Een zeldzaam signaal dat maar kort beschikbaar is, kan tussen de werelden worden verzonden, maar mensen kunnen er niet fysiek tussen reizen. Dat uitgangspunt vormt de basis voor een verhaal over communicatie en keuzes in uiteenlopende geschiedenissen. Het is een fictieve constructie, geen bewijs voor een echte parallelle wereld.

‘Multiversum’ kan verwijzen naar verschillende theoretische voorstellen in de natuurkunde en kosmologie, of naar verzonnen verzamelingen werelden in fictie. Sommige voorstellen zijn ingegeven door serieuze theorieën, maar blijven hypothesen; er is geen ander universum waargenomen. Om een wetenschappelijke bewering te beoordelen, bepaal je welk model eraan ten grondslag ligt en vraag je welk onderscheidend bewijs het kan ondersteunen of weerleggen. Wil je het idee in een verhaal gebruiken, leg dan vast waarin de werelden van elkaar verschillen en welke regels hun onderlinge verbinding bepalen.

De oorspronkelijke toets met drie vragen en de oefening met regels voor het oversteken onderscheiden wetenschappelijk bewijs van verhaalkeuzes. De vermelde bronnen ondersteunen de genoemde feiten; voorbeelden en oefeningen zijn originele redactionele toepassingen.