In dit blogbericht wordt onderzocht of het debat over de omvang en aard van het heelal tijdens het 'Grote Debat' van 1920 het startpunt vormde voor de moderne kosmologie, en wordt de historische betekenis ervan belicht.
Op 26 april 1920 waren ongeveer 300 wetenschappers uitgenodigd voor een debat van de National Academy of Sciences in het Baird Auditorium van het Smithsonian National Museum of Natural History. Daar voerden twee astronomen een debat dat later de geschiedenis in zou gaan als het 'Grote Debat'. Het onderwerp van deze discussie, die de hele dag duurde, was de vraag: "Hoe groot is het universum?" De ene astronoom betoogde dat het universum slechts uit één sterrenstelsel bestond, terwijl de andere volhield dat er meer sterrenstelsels bestonden dan het sterrenstelsel waarin de aarde zich bevond. Deze twee astronomen, Harlow Shapley en Heber Doust Curtis, waren wereldberoemde directeuren van respectievelijk het Harvard College Observatory en het Lick Observatory in Californië.
Dit debat vond zijn oorsprong in de waarneming van een enorme nevel door de Britse wetenschapper Edmund Halley in 1716. De aard van dit gigantische, lichtgevende object, later Andromeda genoemd, trok de aandacht van vele wetenschappers. Harlow Shapley en Heber Doust Curtis hadden ook verschillende meningen over Andromeda. Harlow Shapley geloofde dat Andromeda slechts een nevel binnen ons eigen Melkwegstelsel was, terwijl Heber Doust Curtis volhield dat het een apart sterrenstelsel was dat buiten ons Melkwegstelsel bestond. Dit debat over de schaal en structuur van het heelal culmineerde in het 'Grote Debat' van april 1920.
Het Grote Debat eindigde in 1923 met de ontdekking van Cepheid-variabelen door Edwin Powell Hubble. De ontdekking van deze variabelen en de onderzoeksresultaten die in 1924 werden gepubliceerd, bewezen het bestaan van Andromeda buiten ons sterrenstelsel, zoals Harlow Shapley had beweerd. Bijgevolg werd Harlow Shapleys bewering dat Andromeda zich binnen ons sterrenstelsel bevond, volledig ontkracht.
De uitkomst van het Grote Debat onthulde dat het universum niet beperkt is tot ons eigen sterrenstelsel, maar dat er talloze andere sterrenstelsels daarbuiten bestaan. Deze ontdekking was grotendeels te danken aan het werk van Heber Doust Curtis. Gebaseerd op de rotatiesnelheid van de Pinwheelnevel, die destijds door Van Maanen was waargenomen, presenteerde hij een tegengestelde visie op de bewering van Harlow Shapley. Tegenwoordig beschouwen we het als vanzelfsprekend dat er diverse sterrenstelsels buiten ons eigen sterrenstelsel bestaan. Daarom verdienen de prestaties van Heber Doust Curtis alle lof. Hij deed beweringen die vergelijkbaar zijn met die van de moderne kosmologie, zelfs met de destijds nog onderontwikkelde observatietechnologie en beschikbare gegevens.
De moderne astronomie richt haar blik nu voorbij ons universum naar een bredere wereld. Sommige wetenschappers beweren dat er andere universums buiten het onze bestaan, terwijl anderen stellen dat een multiversum niet bestaat omdat het niet waarneembaar is. Net zoals we werelden buiten ons sterrenstelsel hebben ontdekt, bestaat er mogelijk ook een andere wereld buiten ons universum. Laten we daarom de waarneembaarheid van een multiversum eens bekijken in het licht van het Grote Debat uit het verleden.
Er zijn twee primaire methoden om de massa van objecten in het universum te meten: optische waarnemingen (elektromagnetische golven) en waarnemingen van zwaartekrachteffecten (zwaartekrachtgolven). Wetenschappers ontdekten dat de massa die door optische waarnemingen wordt bepaald kleiner is dan de massa die door zwaartekrachteffecten wordt bepaald. Dit leidde tot de veronderstelling dat er een substantie bestaat die massa heeft maar niet reageert op elektromagnetische golven: donkere materie. Uit welke deeltjes donkere materie is samengesteld en waar het vandaan komt, blijft echter een mysterie.
Deze situatie is vergelijkbaar met de opvattingen over Andromeda in de jaren twintig van de vorige eeuw. Destijds dacht men dat Andromeda een nevel binnen ons Melkwegstelsel was, maar er werden verschillende eigenschappen ontdekt die dit tegenspraken. Een treffend voorbeeld is de observatie van Heber Doust Curtis dat het aantal waargenomen supernovae in Andromeda groter was dan het totale aantal supernovae in ons hele Melkwegstelsel. Dit leidde hem ertoe te stellen dat Andromeda een ander sterrenstelsel was dat buiten ons Melkwegstelsel bestond.
Ik denk dat hetzelfde geldt voor donkere materie. Als we het universum beschouwen als de gehele wereld, wordt het lastig om de zwaartekracht van donkere materie te verklaren. Het verhaal verandert echter als er een nieuw universum buiten het onze bestaat, en donkere materie ontstaat door dit universum. In een multiversum bestaan talloze universums, en er kan zwaartekracht tussen hen werken. Daarom zou donkere materie kunnen worden beschouwd als de kracht die andere universums op ons uitoefenen.
Natuurlijk is het multiversum nog niet waargenomen en zal dat misschien ook nooit gebeuren. Sommige critici beweren dat het absurd is om te geloven in een theorie die noch is waargenomen, noch wordt ondersteund door solide bewijs. Echter, kijkend naar het voorbeeld van het Grote Debat, dat minder dan een eeuw geleden plaatsvond, kan de mogelijkheid van een multiversum niet worden uitgesloten. Heber Doust Curtis bepleitte destijds ook de theorie van het eilanduniversum, zonder definitief bewijs, maar de moderne wetenschap heeft die theorie inmiddels bewezen.
Niettemin beweren sommigen dat het multiversum fundamenteel onwaarneembaar is. Zij zien de zaak van Heber Doust Curtis als wezenlijk anders dan de multiversumtheorie. Hoewel het geschil tussen Heber Doust Curtis en Harlow Shapley een probleem was dat met de vooruitgang in observatietechnologie oplosbaar was, stellen sommigen dat het waarnemen van een multiversum niet alleen moeilijk, maar fundamenteel onmogelijk is. Dit argument is gebaseerd op de bewering dat het zou vereisen dat men zich in een andere dimensie buiten ons eigen universum begeeft, iets wat onmogelijk is voor mensen die in drie dimensies leven. Als multiversums onafhankelijk zijn en elkaar niet kunnen waarnemen, wordt betoogd dat het onjuist is om te zeggen dat ze bestaan.
Niettemin geloof ik dat het bestaan van het multiversum zeer waarschijnlijk is. De huidige kosmologie blijft gehuld in mysterie. Zelfs de oerknaltheorie, die algemeen wordt aanvaard als een vaststaand feit, is slechts een hypothese die nog niet volledig is bewezen. Toch steun ik de multiversumtheorie omdat deze verschillende theorieën verklaart. Neem bijvoorbeeld de snaartheorie, die eind jaren zestig werd voorgesteld om het universum te verklaren. De snaartheorie stelt dat alle materie in de wereld is opgebouwd uit extreem kleine snaren. Hoewel het construeren van alles uit snaren in een vierdimensionale ruimte (drie dimensies plus tijd) tegenstrijdigheden oplevert, maakt de aanname dat deze snaren bestaan als materie in tien dimensies de mogelijkheid van talloze universums mogelijk.
Verschillende theorieën in de moderne wetenschap verklaren de mogelijkheid van een multiversum. Hoewel het multiversum nog niet is waargenomen en waarschijnlijk ook nooit zal worden waargenomen, betekent dit niet dat we definitief kunnen concluderen dat het niet bestaat. Een eeuw geleden slaagde een wetenschapper erin een nieuwe wereld te voorspellen, voorbij de wereld die we kennen, zonder waarnemingen of definitief bewijs. Ook wij geloven dat we het universum dat we kennen kunnen overstijgen door middel van het multiversum. Misschien wordt het multiversum in de verre toekomst wel als een vaststaand feit geaccepteerd, en wagen we ons er zelfs wel eens voorbij naar een andere wereld.
