Met een opzienbarende theorie bieden een groep kosmologen een nog niet sluitende maar wel interessante verklaring waarom de natuurconstanten zo goed op elkaar zijn afgestemd. En: er blijkt geen Big Bang noodzakelijk.
Natuurconstanten als variabelen
Natuurkunde op het scherpst van de snede. Zo kan je het artikel van Paolo Bassani en João Magueijo, How to start a Universe, wel noemen. Volgens het tweetal liggen de fundamentele “constanten” van de natuurkunde—zoals de sterkte van de zwaartekracht of de snelheid van het licht—mogelijk niet voor altijd vast. In plaats daarvan kunnen ze in de loop van de tijd veranderen op een manier die verbonden is met de ontwikkeling van het universum. Deze constanten gedragen zich dan als knoppen die kunnen worden aangepast, waardoor het universum zich iets anders gaat gedragen.
Tijd verbonden aan natuurconstanten
In plaats van de bekende kloktijd, of relativistische ruimtetijd, denken de auteurs dat er een speciaal soort “tijd” bestaat dat verbonden is met deze constanten. Niet de kloktijd die we dagelijks ervaren, maar een diepere, universele tijd die stroomt op basis van hoe deze constanten verschuiven. Een kosmisch ritme dus, dat veranderingen in de regels van de natuurkunde zelf regisseert.
Creatie van materie door verandering
Het kernidee is dat wanneer deze constanten veranderen, baryonische materie, dus de stof waaruit sterren, planeten en wij bestaan, kan worden gecreëerd of vernietigd. Bepaalde constanten, zoals de sterkte van elektromagnetisme en de sterke kernkracht, zijn zeer gevoelig voor veranderingen. Stel je het universum voor als een fabriek: het aanpassen van de instellingen (constanten) kan nieuwe materialen (materie) produceren of afbreken, afhankelijk van de richting van de aanpassing.
Behoud van energie kan worden doorbroken
Normaal gesproken zegt de natuurkunde dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, alleen getransformeerd. Maar hier beweren de auteurs dat wanneer constanten evolueren in relatie tot deze speciale tijd, de energieregels kunnen buigen. Als bijvoorbeeld een zwaartekrachtgerelateerde constante verandert op basis van een materie-gerelateerde klok (of omgekeerd), kunnen nieuwe energie en materie tevoorschijn komen.
Een analogie met natuurlijke selectie
Het raamwerk wat de auteurs voorstellen, heeft veel weg van evolutie. Willekeurige veranderingen in de constanten zijn als mutaties in de biologie. Als deze veranderingen leiden tot meer materie die wordt gecreëerd en behouden, is dat een “overwinning” voor die versie van het universum: een soort van survival of the fittest. In de loop van de tijd zou dit universums met stabiele materie, zoals het onze, kunnen vormen.
Een recept voor de vorming van nieuwe universa
De auteurs zien dit als een opzet waarin universums zichzelf zouden kunnen “afstemmen”. Begin met flexibele wetten, laat ze variëren en kijk wat blijft hangen. De “prijs” is een universum met veel materie dat lang meegaat. Het gaat minder om iemand die het ontwerpt en meer om omstandigheden die van nature leiden tot materierijke uitkomsten.
Een kansrijke theorie?
De theorie – als deze standhoudt – lost enkele netelige problemen op. Zo is er geen Big Bang nodig, slechts een punt in de wiskundige ruimte waar de natuurwetten stabiel genoeg zijn. Ook de vraag waarom onze natuurconstanten zo nauwkeurig op elkaar afgestemd zijn, wordt hiermee beantwoord. Veel hangt af van de mate waarin de theorie onze bekende natuurwetten kan opleveren, en/of de theorie logisch en wiskundig consistent is.
Er vindt in dit artikel beperkte wiskundige afleiding plaats, maar het is toch vooral erg speculatief, meer protoscience of science fiction dan wetenschap. Ook levert het geen toetsbare voorspellingen op. Waarschijnlijk komen er vervolgartikelen, waar deze zwakke punten worden aangepakt, of sterft dit concept een stille dood. In het laatste geval is er in ieder geval een uniek perspectief toegevoegd, dat de natuurkundige mind space zeker zal verrijken. Dit is wel het soort imaginaire denken, dat tot nieuwe ontdekkingen kan leiden. De reden dat de gewoonlijk behoorlijk kritische Sabine Hossenfelder toch voorzichtig positief is over deze originele en gewaagde theorie.
Bron
Paolo Bassani en João Magueijo, How to start a Universe, ArXiv, 2025