Niet het enige universum
De inflatietheorie waar Alan Guth in 1981 mee kwam, probeert een verklaring te geven voor het proces van de Big Bang. Op het jaarlijkse congres Physics @FOM Veldhoven, waar Guth één van de hoofdsprekers is, legt de MIT-natuurkundige uit waarom. “De inflatietheorie is eigenlijk de prequel – om in filmtermen te blijven – van de Big Bang. De Big Bang theorie handelt eigenlijk alleen over de nasleep. What banged, why it banged and where did the matter came from. Daar gaat het niet over.”
Heelal op postzegelformaat
De inflatietheorie probeert dat gat op te vullen. Volgens de inflatietheorie was het universum ten tijde van de oerknal een minuscule ruimte. Door omstandigheden was de druk negatief en ontstond er een zeer korte tijd een afstotende zwaartekracht die het universum in staat stelde exponentieel uit te breiden.
Toen aan het eind van die expansie de eerste subatomaire deeltjes verschenen, kon het heelal zoals we dat nu kennen echt ontstaan. Alles op aarde, en wat we daar om heen zien, was ooit beschikbaar op postzegelformaat. Het is bijna niet voor te stellen, en toen Alan Guth dit idee vanaf 1981 samen met Stanford-collega Andrei Linde verder uitwerkte was er nogal wat scepsis.
“Inflatie was de enige theorie die we hadden. Dat op zich was al genoeg bewijs dat we in de goede richting zaten.” Toch werden er in de loop der tijd steeds meer dingen gemeten. “Ik was zelf nogal ‘flabbergasted’ dat ze dat konden,” zegt Guth die zijn theorie gesteund zag. “Langzaam maar zeker werden de metingen overtuigender. Er was steeds meer piek te zien.”
Nooit getwijfeld
“Er was gerede twijfel over inflatie, dat was wel echt een issue,” zo zag Guth. Toen in 1998 bewijs werd gevonden dat het universum nog altijd steeds sneller uitdijt, kreeg de inflatietheorie steeds meer steun. Echt twijfelen had Guth ondertussen niet gedaan. “Wij theoretici hebben de neiging de observers niet te geloven. Daar hebben we ook goede reden toe.”
En dus is de inflatietheorie nu min of meer geaccepteerd. Maar wat betekent dat? Eén van de meest spectaculaire theorieën van Guth stelt dat als de inflatietheorie klopt en het universum nog altijd uitbreid, het ook goed mogelijk is dat er afgeleide universums zijn ontstaan. “Als iets consistent is met bepaalde fysische constanten, waarom zou het dan niet vaker voor kunnen komen? God en het universum zijn misschien wel de enige naamwoorden die vrijwel alleen in enkelvoud worden gebruikt. Het heeft bijna iets religieus. Maar waarom zou dat eigenlijk?
We leven dus in een multiversum. Na het heelal op een postzegel een theorie die waarschijnlijk vele jaren zal vergen om geaccepteerd te raken. “Het is heel moeilijk om hier echt bewijzen voor te vinden. Mijn doel is om er dan wel achter te komen dat ik het fout heb, dan wel dat het toch een overtuigende theorie blijkt te zijn.”
Dat doel hoopt Guth te bereiken in wat eens werd uitgeroepen tot de ‘messiest office in Boston’. Dat zal een lange adem vergen. Volgens Guth zou de maatschappij daar ook wel wat begrip voor mogen hebben. “Wetenschap wordt steeds meer geavanceerd. Als je kijkt naar het onderzoek naar de neutrino, dat heeft ook ruim vijfentwintig jaar geduurd.”
Het tij mee
Zelf heeft hij nooit geprobeerd om zijn inflatietheorie in een beursaanvraag te gieten, zegt hij lachend. Hij had het tij ook wel mee. “Toen ik aan de inflatietheorie begon waren het de hoogtijdagen van de deeltjesfysica. Die had een enorme boost gekregen door het onderzoek aan de atoombom. Het was een breed gedragen paradigma. Bij MIT werden we gefinancierd met beurzen voor een groep. Daarbinnen was je behoorlijk vrij.”
Die budgetten zijn inmiddels flink gekort en dus is het nog onzeker hoe de toekomst voor Guth bij MIT er uit gaat zien. Dat hij recent nog de Kavli Prize in de Astrofysica won en in 2012 nog een groot bedrag binnensleepte met de Fundamental Physics Prize zijn prettige bijkomstigheden. Lachend: “Dat geld is naar mijn eigen bankrekening gegaan en dat is natuurlijk heel erg prettig, maar ik hoop vooral dat ik op een gewone manier mijn carrière in Boston kan vervolgen.”
Guth vindt dat het vertrouwen in fundamenteel onderzoek dan ook wel wat sterker mag zijn. “Er is nog steeds niet veel geld beschikbaar voor fundamenteel onderzoek, maar kijk bijvoorbeeld naar de kwantummechanica. Dat is uitermate fundamenteel, maar inmiddels is het wel de backbone van onze elektronica-industrie geworden.”
Of datzelfde lot de inflatietheorie en de multiversumtheorie wacht valt nog te bezien. In de academische wereld ziet Guth nog steeds felle criticasters, vanuit religieus maatschappelijke hoek blijft verrassend stil. “Ik denk dat ze het daar een beetje opgegeven om de discussie met kosmologen aan te blijven gaan,” lacht Alan Guth die ook zijn wetenschappelijke zoektocht naar het multiversum even enthousiast zal blijven vervolgen. “Ik heb de afgelopen jaren genoeg momenten van erkenning gehad. Ik heb er geen moment over gedacht om het op te geven.”
