Wednesday, August 27, 2008

Het Skyradio-model van het universum

In deze online beluisterbare aflevering van de podcast van het onvolprezen WNYC radioprogram Radiolab presenteert theoretisch fysicus Brian Greene, onder meer, een verbazingwekkend model van het universum.

Het is een gedachte die, als je hem eenmaal grokt, enigszins vanzelf spreekt, maar totaal fascinerend is. En totaal freaky.

Noem het het theorema van de onmogelijkheid van unieke dingen. Of van de gegevenheid van hun herhaling.

Of het Skyradio-model van het universum.

Geen evil Picard of zo, sorry

Ik zeg het maar even vooraf.

Verwar het komende idee niet met de vele-werelden-interpretatie van de quantummechanica die via allerhande science-fiction haar weg naar ons gezamelijk onderbewustzijn heeft gevonden: de gedachte dat wanneer er meer dingen kunnen gebeuren, de wereld splitst zich in versies waarin alle verschillende opties gerealiseerd worden. Hardstikke leuk idee natuurlijk, want zo kunnen we Star Trek-afleveringen maken waarin de de Romulanen de good guys zijn en tegen de in-en-in slechte Federatie moeten vechten en zo.

Dit is iets anders...

Twee volstrékt vanzelfsprekende aannames

Er zijn twee aannames die we eerst even moeten doen:

1) Het universum (wat wil zeggen, alles wat bestaat) is oneindig. En niet moeilijk oneindig, zoals het oppervlak van een bol of een torus, maar gewoon, oneindig oneindig.

2) De natuurwetten zijn uniform. De spelregels zijn overal hetzelfde, met andere woorden.

Deze beide aannames zijn vooralsnog onbewijsbaar, maar er zijn geen dwingende redenen om ze meteen met het phlogiston op Marktplaats te zetten.

Oneindig min oneindig is oneindig, maar wel minder

Ok, hou dat in gedachten. Een metafoor voor tussendoor. Als ik muntjes opgooi kán het gebeuren dat ik, zeg maar, 23 keer achter elkaar kop gooi. De kans is niet extreem groot, maar als ik maar lang genoeg gooi, gebeurt't vanzelf een keer.

Als ik nog langer gooi, gebeurt het zelfs vaker.

En als ik oneindig vaak gooi, gebeurt het oneindig vaak.

Veel minder vaak dan de andere kop/munt-combinaties natuurlijk, maar toch, oneindig vaak.

Moeilijk? Ok. Voorbeeld: er zijn oneindig veel even getallen groter dan nul. Maar, de getallenlijn afwandelend komen we toch minder even getallen groter dan nul tegen dan er oneven getallen zijn aan weerszijden van de nul. En de totale set getallen is weer eindeloos veel groter die twee subsets samen. Kardinaliteit, daar heb't mee van doen: oneindigheden hoeven niet allemaal even groot te zijn.

Fijn zo. Terug naar ons grenzenloze, uniforme universum.

Nog één aanname om het af te leren

We gaan een derde aanname doen. Deze is minder vanzelfsprekend, maar zou toch goed waar kunnen zijn. Namelijk: er is slechts een eindig aantal stabiele configuraties van materie en energie.

We weten dat bepaalde dingen kunnen bestaan: uw eigen Blinde Schildpad die met zijn laptopje op schoot zit in Groningen, bijvoorbeeld. Ik ben er, dus ik ben (of maak deel uit van) een mogelijke samenklontering van materie en energie. Er zijn ook dingen denkbaar die niet kunnen bestaan onder het huidige setje spelregels: uw Blinde Schildpad (die vooral bestaat uit koolstofverbindingen) in het hart van een neutronenster bijvoorbeeld. De aanname is dus dat er de hoeveelheid dingen is die wél kunnen bestaan begrensd is.

Om de coin toss metafoor nog een keer te gebruiken: die 23 keer kop kán; een serie waarin 23 beurten lang afwisselend kop en munt wordt gegooid kan ook; maar elke benoembare combinatie kop/munt/paling kan niet. Munten hebben immers geen paling-kant (behalve in Noord-Korea wellicht, als Il Kim Il Jong Sung, of hoe die vogel ook heet, het een goed idee zou vinden).

Alles staat nu klaar, onze aannames snorren als goed-geöliede bromfietsmotortjes en we hebben onze broekzaken vol gloeiende kardinaliteiten.

Maakt u op verbaasd te raken!

Kniediep in de freaky shit

Het universum gooit muntjes op, of liever, rolt veelkantige dobbelstenen. (Het universum is namelijk een geek. Hij speelt Dungeons & Dragons in de kosmische editie.) Elk vlakje van de dobbelsteen is een mogelijke configuratie van materie en energie. Hier en nu ligt het vlakje met een Blinde Schildpad, een laptop en Groningen boven.

Dat kan, onder onze aannames, weer gebeuren. Sterker: het gebéurt vaker. Net zoals eindeloos doorjengelende formuleradio steeds weer terugkomt bij Feel van Robbie Williams, omdat er maar tenslotte maar zóveel van dergelijke meuk is.

Als u ver genoeg reist komt u dus vanzelf op een plek die volledig ergens anders en iets anders is, maar toch precies hetzelfde als waar u vandaan komt. En als u verder reist...

...gebeurt dat weer! En nog een keer! Oneindig vaak!

En zo dit alles u nog niet vreemd genoeg is: onderweg komt u steeds weer (u raadt't al, oneindig vaak) plekken tegen die bijna hetzelfde zijn, maar net niet helemaal. Er hoeft maar één atoom anders te zitten. Of iemands gulp staat open. Zoiets.

Als dat geen freaky shit is, weet ik het ook niet meer. Ik mag er in ieder geval kennelijk vanuit gaan dat dit universum een oneindig aantal Blinde Schildpadden kent dat't met mij eens is.

En dat zelfs op hun blog zetten!