Logboek 2018/1 Winter te Gorinchem

De Schrödingervergelijking voor het heelal. Merk op dat alle elementen erin verwerkt zijn (bron: besproken boek).

Maandag 19-03-2018

Ik ben net over de helft van het nieuwe boek van natuurkundige Sean Caroll 'The Big Picture' (Dutton, 2016). De eerste helft viel me tegen; het is een nogal saaie en niet steeds heldere epistemiologie, dus een vertoog over wat je kunt weten. Maar in het derde deel, vanaf bladzijde 153, gaat hij op een boeiende manier los op de quantumfysica en de vraag waarom het universum bestaat, met name in hoofdstuk 25 dat dan ook simpel 'Why Does the Universe Exist?' heet. Bestaat het universum van zichzelf, of heeft het iets nodig om het tot bestaan te brengen? Kijk, zo'n vraag, daar ben ik verzot op en dat gaat nooit over.

     Anders geformuleerd: bestond het universum voor eeuwig en altijd, of kwam het tevoorschijn (in existence) op een zeker moment, bijvoorbeeld bij de Oerknal? Het antwoord op die vraag weet niemand. In de klassieke fysica van Newton heeft het heelal geen begin. Toen kwam Einstein in 1915 met zijn algemene relativiteit, waarbij tijd en ruimte werden ondergebracht in een vierdimensionele ruimtetijd - een dynamisch geheel dat zich plooit en buigt onder invloed van materie en energie. Niet lang daarna ontdekte Hubble dat het heelal uitdijt en die ontdekking leidde tot de gedachte dat alles vroeger dus enorm dicht op elkaar zat en dat het universum inclusief ruimte en tijd ontstonden bij de oerknal. En toen kwam in de jaren 20 van de vorige eeuw de quantummechanica, waarin de staat van het heelal een opeenstapeling (superposition) is van heel veel verschillende klassieke mogelijkheden.

     Er zijn dus twee mogelijkheden, aldus Carroll:

1. Het heelal is eeuwig.

2. Het heelal heeft een begin.

Als het universum eeuwig bestaat (optie 1), dan zou tijd fundamenteel zijn. Het heelal verandert voortdurend als de tijd voortschrijdt; in het verleden heeft het zich altijd ontwikkeld en het zal dat altijd blijven doen. Er is geen begin en geen einde. De oerknal is slechts een tijdelijke fase en het heelal bestond zowel ervoor als erna.

     In mogelijkheid 2 is de tijd niet echt fundamenteel, maar emergent. Het werd in de jaren 80 van de vorige eeuw bedacht door de juist overleden Stephen Hawking en James Hartle. Ruimte en tijd komen tevoorschijn bij de oerknal, het universum heeft een begin. In de Schrödingervergelijking (zie hierboven) kan zo'n heelal er zelfs een zijn dat zich niet ontwikkelt; het is er alleen maar, zonder enige verandering. Dat is niet wat we zien, maar een tijdloos universum maakt deel uit van de superpositie van onvoorstelbaar veel mogelijke heelallen. Dat is het multiversum. Het onze hoort ook bij die verzameling, net als talloze andere. Maar het geheel van alle universa is fundamenteel tijdloos en deterministisch, er is geen onderscheid tussen heden, verleden en toekomst, iets dat niet geldt voor een onbekend deel de samenstellende universa. Daar heerst de tijd wel.

     Dat we met geen mogelijkheid een keus kunnen maken tussen de twee opties, ervaar ik als nogal frustrerend. Maar er valt mee te leven.

Matige vorst in de afgelopen nacht bracht een licht ijslaagje in de havenkom. Uitbundige zonneschijn brengt de temperatuur ruim boven nul en dooit het ijslaagje weer weg. Vannacht opnieuw vorst, zij het lichte. We doen als altijd op maandagochtend onze boodschappen voor de week en sporten op Oost. 's Middags gaat Anna oppassen op Lina-Mae.

     Er is een raar fenomeen op mijn computer als ik online ga. Dan krijg ik een rood gekleurd waarschuwingsbericht linksonder op het scherm: 'Webcertificaat ingetrokken. Het certificaat dat door deze server (vars.hotjar.com) wordt gebruikt, is als niet-vertrouwd gemarkeerd en de verbinding is niet veilig. Probeer later verbinding te maken of gebruik een andere internetverbinding. De bedreiging is geblokkeerd'. Dat klinkt verontrustend. De blokkade wordt uitgevoerd door mijn antivirussoftware (ESET). Na enig zoeken lijkt het erop dat ESET de eigen beveiliging van mijn browser uitzet. Om die te activeren moet je de antivirussoftware uitzetten, maar dat lijkt me eveneens hachelijk. Waar komt dit probleem ineens vandaan? Terug naar boven