4.5 Wat is het vacuüm precies?

 

Het antwoord op die vraag begint nu langzamerhand enige vorm te krijgen, hoewel er nog heel wat over te zeggen valt. Uitgaande van de 99,999… % lege ruimte in het atoom, hier aangeduid als het ‘vacuüm’, hebben we enige aanwijzingen behandeld waardoor het atoom als een geheel van deeltjes bewegend in een afgepaste ruimte, de zogenaamde lege ruimte of vacuüm, beschreven kan worden. Mijn beschrijving in voorgaande delen liet zien dat onder andere een reële benadering van de Schrödinger golf vergelijking kan leiden tot een aanvaarden van een aktief medium, het vacuüm. Zoals beredeneert: als je ‘reële’ dingen als elektronen  alleen maar kunt beschrijven door het invoeren van virtuele of zogenaamde imaginaire gegevens, dan is het duidelijk dat deze meer moeten betekenen dan slechts handige hulpmiddelen en dat er verschillende gebieden door beschreven worden die eigenlijk aan elkaar gekoppeld dienen te worden. Een opmerking hierover:[1] “Een natuurkundige theorie moet altijd iets meer bevatten dan wiskundige symbolen, namelijk een relatie met de waarneming” Als je dus de Schrödinger vergelijking als niet werkelijk beschouwt maar als een wiskundige regel waarmee je alleen kansen kunt berekenen, dan staat deze opvatting wel erg ver van de waarneming af, en loop je het risico dat je een heel gebied onontgonnen laat liggen.

 

Het laten ‘liggen’ van oneindigheden, een braakliggend gebied van kennis.

 

Alle gegevens lijken met oneindigheden verbonden te zijn. Over de ‘tal van interfererende’ golven die nauwbegrenst tot ’n deeltje leiden wordt gezegd: ‘Hoe nauwer begrensd het golfpakketje (ruwweg overeenkomend met het deeltje) is, des te groter is het aantal benodigde golflengten ieder met zijn eigen impuls.’ Ook al hoeft dit niet tot oneindigheden te leiden, het des te groter aantal hoeft niet onbeperkt te zijn, toch kunnen we in combinatie met andere gegevens[2] aan ’n overgang denken van oneindig, opgevat als een oneindige achtergrond die niet gequantificeerd is en dus continu in tijd en energie is, naar een eindige, gequantificeerde ‘werkelijkheid’.Het imaginaire deel van de complexe getallen die de golffunctie beschrijven zou overeen kunnen komen met het onbeperkte aantal diagrammen, waar in de ‘Feynman benadering’ mee gerekend mag worden. Het samenvoegen van beide benaderingen zou wellicht kunnen leiden tot de vaststelling van de overgang van oneindig naar eindig. Hierdoor zouden de oneindigheden in de elektronenberekeningen in een beter daglicht komen te staan, ja zelfs zinvol blijken te zijn. Weliswaar zijn deze oneindigheden weggepoetst door renormalisatie, maar de uitkomsten, hoewel buitengewoon secuur, betreffen ‘slechts’ de resultaten van onze experimenten, ofwel een benaderende uitkomst van de ontwikkeling van vacuümenergie tot ‘materie’. Zeg maar de zogenaamde reële werkelijkheid. In het voorafgaande traject zijn deze oneindigheden nog volop aanwezig. Het lijkt dus eerlijker ze gewoon te aanvaarden.

 

Op den duur zal duidelijk worden dat eindige gegevens verbonden zijn met oneindige. Zo komen we terug bij onze golffunctie en het rijtje getallen van de ruimte waar de golf door gaat. De meest natuurlijke ruimte waar we van een golffunctie gebruik kunnen maken is een elektron-orbitaal, (en in groter verband het hele atoom). Hoewel zo’n orbitaal meestal voorgesteld wordt als een waarschijnlijkheids ruimte waar de kansen dat het elektron te vinden is verwezenlijkt wordt, stel ik voor ook deze orbitaal ruimte een grotere realiteit toe te kennen. Als we materie als gekromde ruimte-tijd kunnen zien dan is zo’n orbitaal een gekromde ruimte-tijd entiteit die samenhangt met met een of meer elektronen. Deze ruimte-tijd entiteit is in zijn kromming meer of minder gekromd, afhankelijk waar een elektron zich bevindt op de asymmetrische tijdpijl. De plaats(en) waar zo’n elektron zich bevindt komen overeen met de kansen van onze quantumtheorie, het zijn bovendien die plaatsen en tijdstippen dat de ‘tal van interfererende golven’ zich samenballen tot materie. Nu moeten we niet denken dat zo’n orbitaal ruimte op zulke momenten verder leeg is, we zagen al dat de eindigheden verbonden zijn, en blijven, met oneindigheden. Alleen meten we deze laatsten niet, ze zijn virtueel maar niet in de zin van louter verbeelding en deze virtuele ‘eenheden’ (een voorstadium van onze gequantificeerde Planckwereld, waardoor wij ze niet kunnen meten) zijn op hun beurt weer verbonden met het continuüm. Zo’n orbitaal ruimte, die door eindige en oneindige gegevens bepaald wordt, bevat dus een verzameling die eindige gegevens in oneindige gegevens doet overgaan. We kunnen hier dus van een oneindige verzameling in een eindige ruimte, het orbitaal, spreken.Denk hier aan Cantor!

 

Een voorlopig beeld van het vacuüm.

           

Voorlopig hebben we dus drie uitgangspunten die het vacuüm in beeld kunnen brengen:

 

1. Het vacuüm is niet leeg, het zit vol met, zoals men dat noemt, negatieve energiedeeltjes die we niet kunnen vinden juist omdat hun energie negatief is. Dat wat hier als deeltjes wordt voorgesteld is het préquantum stadium vooraf gaand aan het tot stand komen van ‘echte’ deeltjes met positieve energie

2. Een imaginaire wereld, maar niet gezien als een wiskundig hulpmiddel, tot uiting komend in o.a. de complexe getallen met een reëel én een imaginair deel.

3. De golf (golven) van Schrödinger die gezien kan worden als een reële golf, al zou de intensiteit ervan niet gemeten kunnen worden.

Bij al dit soort gegevens is beredeneerd, dat het onlogisch is dat terwijl al deze gegevens nodig zijn om tot reële resultaten te komen, deze slechts als hulpmiddelen bezien worden.

 

Wiskundige hulpmiddelen dienen een mate van fysische werkelijkheid te beschrijven.

 

Indien wiskundige hulpmiddelen géén fysische werkelijkheid weergeven, zullen we weinig of niets van die werkelijkheid kunnen kennen. Een handicap om dit soort gegevens als werkelijk te bezien, is het onvermogen om door metingen het realiteitsgehalte van stadia voorafgaand aan een meting vast te stellen. Dit soort onvermogen speelt in de quantummechanica een grote rol, daarom is het zo moeilijk om met behulp van quantum theoretische interpretaties ‘betekenis’ aan de dingen te geven. Misschien is dit onvermogen fundamenteel en kunnen we géén metingen verrichten die niet de quantum ideëen als grondslag hebben, dat wil zeggen dat we voor metingen afhankelijk zijn van de constante van Planck. Maar dat zegt nog niets over de realiteitswaarde van dergelijke ‘virtuele of imaginaire’ gegevens. Misschien bezien we de constante van Planck wat al te dogmatisch, waardoor we verhinderd worden meer over de ‘werkelijkheid’ te weten te komen.

 

Hoewel de constante van Planck algemeen aanvaard wordt is dat niet met de zogenaamde Plancklengte en Plancktijd. Uiteindelijk of het nu een meetbaar gebied beschrijft of niet, naar deze Planckwereld moeten we toe. Het is opmerkelijk dat in de ‘snarentheorie’ de plancklengte de lengte van een snaar is. Dat deze theorie nog een voorlopige zoektocht weergeeft mag duidelijk zijn. De laatste ontwikkelingen op dit gebied spreken nu over domeinen in plaats van over snaren. Naar deze kleine schalen moeten we uiteindelijk toe, hier en daar al toegelicht zoals in het deel over elementaire velden. Een onderwep dat hiermee verband houdt is de zg. ‘quantisatie van werking’ dit begrip zal dat deel beschrijven dat het grensgebied van continu (de oneindige achtergrond) en discontinu (de zg. quantum wereld) omvat, en wel als mogelijk instrument om continu energie en tijd te quantiseren. Dat het vacuüm nodig als een reëlere entiteit beschouwd dient te worden geeft de discrepantie in de verschillende opvattingen hierover al aan. Enkele begrippen zullen we proberen te combineren. Dat is het vacuüm is niet leeg maar is ‘geheel opgevuld met deeltjes die we niet kunnen meten, vanwege de negatieve energie’ én een opvatting van R. Penrose óver de ‘lege ruimte, daar waar geen materie is’[3].

 

De ‘lege ruimte, daar waar geen materie is’.

 

Zijn intrigerende beschouwing gaat over het begrip massa/energie. Op grond hiervan beredeneert Penrose dat ook zwaartekrachtvelden in zekere zin massa vertegenwoordigen. Zo komt hij tot de volgende zeer merkwaardige conclusie: “Er is een goede (en positieve) maat voor massa (Bondi 1960, Sachs 1962) die van toepassing is op zwaartekrachtgolven.”. (De energie ervan is blijkbaar niet te berekenen door de kromming van de ruimte in een klein gebied te bepalen, maar de zogenaamde ‘vlakke lege ruimte’ krijgt bij hem een grote rol). “In zulke gevallen lijkt de conclusie onontkoombaar dat, als de massa-energie ergens gelokaliseerd moet worden, het in die vlakke lege ruimte moet zijn—een gebied dat volledig vrij is van materie of wat voor soort van velden dan ook. Het eigenaardige is nu dat onze ‘hoeveelheid materie’ zich óf daar bevindt, in de leegste van alle lege ruimten, óf helemaal nergens! Penrose gaat uiteraard nog verder, maar mij gaat het hier om de opmerking dat onze ‘hoeveelheid materie zich óf daar bevindt, in de leegste van alle lege ruimten, óf helemaal nergens’. Penrose zegt het lijkt een klinklare tegenstrijdigheid. Maar dat hoeft het niet te zijn als we dit soort gegevens in een andere context zien. In feite geeft het ’n forse ondersteuning aan het idee dat het vacuüm vol van energie is, zij het dan dat energie betreft die als zwaartekracht energie betiteld wordt is. Door Penrose wordt ze betiteld als stoffelijk (massa-energie) en daardoor voor ons wat onwezenlijk overkomt. Penrose spreekt over een ongrijpbaar iets van zwaartekracht, dat op zich is niet zo vreemd, als we over stoffelijkheid spreken dan hebben we het doorgaans over materie en niet over zwaartekracht energie. Het probleem zit hem in het gelijkstellen van massa en energie, in plaats van massa van toepassing te brengen op materie en niet op energie.

 

Massa/energie op een plaats waar je het niet verwacht?

 

Meestal als men over het vacuüm spreekt denkt men dat het vol virtuele deeltjes zit, maar dat is niet het idee dat Penrose weergeeft. Virtuele deeltjes worden doorgaans geacht buitengewoon kort te bestaan zodat de energie boekhouding niet gevaar komt. Ze leven op geleende energie. Maar waar lenen ze die van? Dat doen ze van de positieve energie in ons gehele heelal en die geleende energie moet zo snel terug betaald worden zodat de boekhouder niet in de gaten heeft dat er gesjoemeld wordt. De boekhouding waakt dus over het behoud van massa/energie, dus op ieder moment is er een gelijke hoeveelheid massa/energie in het heelal. Dat is niet het idee van Penrose, althans dat kán het niet impliceren, want zegt hij: ‘Als massa/energie ergens gelokaliseerd moet worden dan is dat in die volledig vlakke lege ruimte, waar absoluut geen materie is.’ Als dat hard gemaakt kan worden, dan moet dat negatieve energie zijn, want zo niet dan is de boekhouding niet compleet en komt er een enorme hoeveelheid energie bij, die zelfs nog maar nauwelijks te berekenen valt. Zodat de meningen hierover nog uiteen lopen. Wil het heelal niet in een gigantische collaps ineenstorten dan moet het wel negatieve energie zijn. En hoewel er aanwijzingen zijn dat die energie oneindig veel groter is dan alle bestaande energie in het heelal, zal er toch een evenwichts situatie moeten zijn. Over het algemeen zoekt men het in ‘drukkende’ zwaartekracht i.p.v. ‘trekkende’ zwaartekracht. Op de een of andere manier komt dan de kosmologische constante van Einstein in een modern jasje om de hoek kijken. Ja men heeft het zelfs over ‘donkere’ energie analoog aan het begrip ‘donkere’ materie. Alleen kunnen die in de huidige opvattingen niet met elkaar in verband gebracht worden, want donkere materie is opgevoerd om bepaalde onregelmatigheden in de beweging van sterrenstelsels te verklaren, terwijl donkere energie verantwoordelijk geacht zou worden voor een eventuele versnelde uitdijïng van het heelal.

 

Drukkende zwaartekracht verschijnt in het beeld.

 

Interessant is echter dat als er een enorme hoeveelheid negatieve energie in het vacuüm is, er dan inderdaad enkele gevolgtrekkingen gemaakt kunnen worden. In ieder geval levert negatieve energie ‘drukkende’ zwaartekracht op, dat zou in overeenstemming gebracht kunnen worden met een asymmetrische tijdpijl, die op zijn beurt verbonden is, of zelfs verantwoordelijk geacht kan worden voor het ontstaan van materie, deeltjes dus, vanuit het vacuüm. In ieder geval is de zwaartekracht van het vacuüm niet verbonden met materie (massa) want er is geen materie, dus ook geen deeltjes met massa die doorgaan voor materie. Je kunt je dan ook afvragen of zwaartekracht wel per definitie door massa veroorzaakt wordt. Omdat zelfs Einstein stelde dat zwaartekracht een kromming van ruimte-tijd zou zijn, roept dat de vraag op of drukkende zwaartekracht en trekkende zwaartekracht, die waarvan wij denken dat door massa’s ontstaat, niet twee kanten van hetzelfde fenomeen zijn? Dat fenomeen komt dan in drukkende vorm voor in die ‘leegste van alle lege ruimtes’, en naarmate de ruimte gekromder wordt gaat die drukkende vorm over in trekkende, de ons ‘vertrouwde’ zwaartekracht. Globaal schets ik hier al een scenario van de ontwikkeling van ruimte tijd van geheel vlak tot geheel gekromd. Het ligt voor de hand dat er een grote rol voor het vacuüm is weggelegd, want als de gehele vlakke ruimte, de ‘leegste aller lege ruimtes’ geheel vrij van materie is dan lijkt het zonneklaar dat naarmate de ruimte gekromder raakt er materie verschijnt, of in ieder geval aanwezig is. Dus er verschijnt dan ook meer en meer massa, denk maar aan neutronensterren en natuurlijk zwarte gaten. Meer en meer massa per kubieke eenheid dus, dat wil zeggen meer kromming. 

Het equivalente begrip massa/energie dient dan wel enige nuancering te krijgen. Je kunt natuurlijk altijd een hoeveelheid energie met behulp van E = mc² omrekenen in massa, maar het is niet gezegd dat het zinvol is om dat al te absoluut te nemen en zoals Penrose stelt het begrip massa over de hele linie te kunnen blijven gebruiken. Daardoor komt hij tot de uitspraak: ‘het lijkt een klinkklare tegenstrijdigheid’. En dat is het ook, want er is geen materie, en dus geen massa, in die ‘allerleegste der lege ruimten’. Dat lijkt een rare vraag, maar bedenk dat fotonen geacht worden geen massa te bezitten. 

Toch zou je E = mc² erop kunnen toepassen, net zo goed als op straling, of het nu het elektromagnetische veld van Maxwell betreft of het zwaartekrachts veld van Einstein. (beide door Penrose zo beschouwd) Het is dus niet vanzelfsprekend om alle energie velden ook als massa te beschouwen. Het zou dus zinvol kunnen zijn om van massa te spreken als er ook materie in het geding is, dan nog hoeft massa en materie niet precies hetzelfde te zijn, dat is makkelijk te begrijpen want een kubieke hoeveelheid materie weegt op een neutronenster heel wat meer dan op aarde. Die zelfde kubieke hoeveelheid bevat op een neutronenster heel wat meer massa dan op aarde.

 

Het begrip massa/energie nuanceren.

 

Om op fotonen, die geen massa hebben, terug te komen, zou het zinvol zijn om het begrip massa te beperken tot die deeltjes die mássa hebben, dus die materie vormen. Het gaat er mij niet om, de begrippen trage en zware massa te verwarren,[4] maar om bepaalde begrippen terug te brengen tot hun fundamentele uitgangspunten. Zodat wij vrijer tegenover energie, die nóg niet tot materie geconcentreerd is, staan. Dat zal in het verloop van dit onderzoek duidelijk worden. Enigszins heb ik dat al belicht door de procédé’s te schetsen als dat van de asymmetrische tijdpijl en het vacuümproces dat van ‘tal van interfererende golven’ die tot materie geconcentreerd worden

 

We zien dus dat er heel wat over het vacuüm te zeggen valt en daarom hier Penrose opmerking over: ‘die vlakke lege ruimte….een gebied dat volledig vrij is van materie of van wat voor soort van velden maar ook’ en dat ‘onze hoeveelheid materie zich daar bevindt, in de leegste van alle lege ruimten, óf helemaal nergens!’ Terecht maakt hij de opmerking: ‘Dat lijkt een klinklare tegenstrijdigheid’. En dat is het ook als we het equivalente begrip tussen energie én materie té rigoreus doorvoeren. Een heel andere kijk is dan ook hard nodig. Als we uitgaan van een geheel vlakke ruimte geheel vrij van ‘materie en wat voor soort van velden maar ook’, dan lopen we vast. Het gaat echter helemaal niet om materie en velden in de ‘gewone’ opvatting die we daarover hebben, maar om een vacuümenergie die haast onuitputtelijk lijkt te zijn. Hierover wordt het volgende opgemerkt[5]: “Zelfs een vacuüm dat verstoken is van iedere materie, is nog steeds een deinende oceaan van energie in de vorm van fluctuerende elektromagnetische golven, zoals bewezen door het feit dat ze kracht uitoefenen op ongeladen platen. De hoeveelheid ‘vacuümenergie’ is volgens de huidige theorie (zorgbarend) oneindig”. Onze conclusie is dus: ‘Het vacuüm is niet leeg’, maar alleen vrij van álle ‘gewone materie en energie’, die beschreven worden door onze klassieke wetten en deels ook door de quantummechanica. Een andere conclusie dient ook te zijn, dat zwaartekracht niet per definitie veroorzaakt wordt door massa’s, maar ontstaat omdat die geheel vlakke ruimte-(tijd), op de een of andere manier gekromd wordt en tot materie gecomprimeerd. Daardoor valt in de eerste instantie die zwaartekracht op die met massa’s verbonden is, en des te sterker naarmate die ruimte-(tijd) gekromder wordt en daardoor meer massa per kubieke eenheid oplevert. Het zal u opvallen dat ik hier de tijd, van ruimte-tijd, tussen haakjes zet, dat is omdat ik vindt dat soms aan dé tijd een beperkte rol wordt toegekend.

 

Het vacuüm komt in twee processen voor, macroscopisch en microscopisch. Aan die voorgestelde vacuümprocessen moet natuurlijk een consistente beschrijving ten grondslag liggen, en wat meer nodig is, zo’n beschrijving moet voortvloeien uit de relativiteitstheorieën en de quantumtheorie. Dat wordt in het verdere verloop uitgewerkt. Een ding zal duidelijk worden dat mijn idee van tijd de relativiteitstheorie geen geweld zal aandoen.

 

Is er een hoofrol voor het vacuüm weggelegd?

 

Zo langzamerhand komen we tot het beeld van een ‘vacuüm’ dat allesbehalve leeg is, in feite is het veel méér dan al wat wij denken dat de ‘realiteit’ is, álle materie bestaande uit reële deeltjes. Dat er iets meer aan de hand is vind ook Heinz Pagels, die er een heel hoofdstuk aan wijdt: ‘Zijn en niets’.[6]Enkele aanhalingen hieruit zullen veel verduidelijken, hoewel ik vaststel dat Pagels de bekende weg bewandelt van virtuele deeltjes die door de onzekerheidsrelatie van Heisenberg kunnen ontstaan zonder de boekhouding te verstoren. Dat sluit niet direct aan bij die vacuümenergie die (zorgbarend) oneindig lijkt, niettemin geeft hij toch enkele interessante gedachten weer in de ontwikkeling van het begrip vacuüm: “‘De natuur,’ zei Aristoteles, ‘verafschuwt het vacuüm’…… Tegenwoordig hebben we precies de tegenovergesteld opvatting; materie is de uitzondering in het heelal. De ruimte tussen de sterren is leeg, of nagenoeg leeg, en zelfs vaste stoffen bestaan grotendeels uit lege ruimte, waarbij de massa geheel is geconcentreerd in de zeer kleine atoomkernen. Bijna alles is vacuüm.”Dan de bekende opvatting van virtuele deeltjes: uit het vacuüm ontstaan deeltjes en antideeltjes die spontaan ontstaan en verdwijnen. Hierover zijn verschillende vragen te stellen, zoals hoe ontstaan en vergaan die virtuele deeltjes? Geldt voor hen ook een golf/deeltje probleem? En kun je van hen ook niet tegelijkertijd impuls en positie meten of vaststellen? Deze vragen laten zien dat veel van wat we niet begrijpen van ‘gewone’ deeltjes doorgeschoven wordt naar een ‘wereld’ van virtuele deeltjes, maar is dat reëel, komt een dergelijke visie niet voort uit een overdreven opvatting dat er altijd deeltjes zullen zijn hoe klein de schaal ook is waar we naar kijken?  Dat vacuümgolven werkelijk bestaan is uit metingen gebleken, virtuele deeltjes echter heeft nog nooit iemand waargenomen en om de onzekerheidsrelatie van Heisenberg te gebruiken om de bewering dat ze bestaan te rechtvaardigen gaat toch wel wat ver.

 

Worden virtuele deeltjes werkelijk verklaard door Heisenberg’s  ‘onzekerheidsrelatie’? Als we de definitie bekijken dan geeft deze aan dat we nooit de energie naukeurig kunnen meten in een ‘gegeven’ tijsduur. Hier dus toegepast op bestaande elektronen, waarvan we op allerlei manieren kunnen vaststellen dat ze bestáán. En hoewel we de invloed van vacuümgolven kunnen meten, hebben we nog nooit een virtueel deeltje gemeten, zeg maar gedetecteerd. Wat zegt Pagels eigenlijk: ‘Bij een zeer korte tijdsduur kan er dus een zeer grote onzekerheid in onze kennis van de energie van het quantum bestaan’. Als wij dus van een deeltje de tijdsduur meten, dan is ons begrip van de energie vaag, en des te vager naarmate wij de tijdsduur exact willen vaststellen. Omgekeerd is als wij de energie exact willen vaststellen de tijdsduur onzeker of vaag, en vager naarmate wij de energie exacter willen vaststellen. Zoals bekend geldt hetzelfde voor impuls en positie, als we de impuls willen vaststellen dan is de positie onzeker of vaag, en als we de positie vast willen stellen dan is de impuls onzeker of vaag. Maar hebben we ooit de energie óf de tijd van een virtueel deeltje gemeten? Evenzo de impuls óf de positie van een virtueel deeltje? Nee tóch? Volgt uit de ‘onzekerheidsrelatie’ dan het bewijs dat virtuele deeltjes bestaan?

 

Voor zover wij weten is de ‘onzekerheidsrelatie’ inherent aan de atomaire wereld en is gedefinieerd door  het bovengenoemde onvermogen om twee gerelateerde eigenschappen tegelijkertijd te meten. We moeten echter bedenken dat atomen en in nog grotere mate deeltjes een geïntegreerd onderdeel van een systeem zijn. Deeltjes zijn dynamische entiteiten die niet eenduidig als ‘biljardballen’ beschreven kunnen worden. Ze bestaan uit energie, ze hebben een tijdsduur, ze kunnen impuls hebben en er kan de positie van bepaald worden. Al deze ‘eigenschappen’ (en nog veel meer) kunnen niet los van elkaar bestaan, ze komen uit elkaar voort of staan in verhouding tot elkaar. En wat doen wij in onze metingen wij koppelen zo’n te meten eigenschap los van de ander. Op zich is dat niet erg, we moeten toch iets. We dienen echter wel realistisch te blijven en te onderzoeken wat wij eruit kunnen leren. Er wordt dikwijls gezegd dat twee eigenschappen die in klassiek verband een duidelijke samenhang vertonen, in quantumverband niet tegelijkertijd bepaald kunnen worden. Hier heeft men tot op zekere hoogte vrede mee, maar of de onmogelijkheid om twee eigenschappen tegelijk te kunnen vaststellen misschien komt door ‘achterliggende’ eigenschappen die wij nog niet kennen, daar wordt zelden over nagedacht. Het is Heisenberg, punt uit! Daar kun je niet omheen, of is het misschien mogelijk dat, al klopt ‘alles’ wat dit betreft, het ‘klopt’ op een bepaald niveau? Per slot van rekening ‘klopt’ het ook niet op klassiek niveau. Je kunt ook zeggen het is ‘al of niet’ van toepassing afhankelijk van het niveau waarop je onderzoek doet. Daarbij komt nog kijken dat het voorgaande niet of nauwelijks van toepassing is óp virtuele deeltjes.

 

Lenen van het niets?

 

Om nu op die virtuele quanta in het vacuüm terug te komen, de voorgaande uiteenzetting laat zien dat deze onzekerheden niets te maken hebben met een zogenaamd niets en je kunt dat niet goed maken met een boekhouder die wat traag is bij het opmaken van de balans, ‘het behoud van energie’ zodat hij niet in de gaten heeft dat er een voortdurende woelige zee van quanta ontstaat en vergaat. Er wordt nogal eens bewerd dat de energie van die quanta geleend wordt , maar voor zo’n korte tijd dat de boekhouder het niet in de gaten heeft. Banken doen zoiets wel, als ze onze overschrijvingen enkele dagen vasthouden. Ze lenen ons geld korte tijd en voor wij het in de gaten hebben storten ze het gauw op de rekening van degene waar het voor bedoeld is. Maar wat leert ons deze illustratie, er wordt geleend van werkelijk bestaande activa. Als we het nu in het groot zien en het vacuüm zit barstens vol virtuele quanta, ook al leven ze uiterst kort, en als er werkelijk zo’n woelige zee van quanta is, dan moeten er gigantisch veel tegelijkertijd die ‘zee’ bevolken.

 

Op geleende energie? Waarvan? Van bestaande activa? Van het bestaande heelal? Dan zou het behoud van energie toch zeker geweld worden aan gedaan. Tenzij je aanneemt dat het totale heelal beurtelings hele korte tijdsperioden virtueel is en weer werkelijk, en dat alles binnen het budget aan energie dat het heelal heeft. Volgens de opvattingen over het vacuüm moet die geleende energie echter vele malen groter zijn dan de totale energie van het heelal, Kaplan zei dat ze zorgbarend oneindig moet zijn. Vanzelfsprekend komen we hieruit op wat ik de asymmetrische tijdpijl noem, deze komt voort uit een quantificatie proces dat oneindige tijd omzet in gequantificeerde tijd en uiteindelijk via een proces van dequantificatie weer uitmondt in oneindigheden. Waarom haal ik dit hier aan? Dat houdt verband met het behoud van energie, omdat critici kunnen stellen dat zo’n zorgbarende oneindige energie van het vacuüm het behoud van energie geweld kan aandoen. Dat hoeft niet zo te zijn, omdat zoals gezegd er binnen dit scenario sprake is van quantificatie én dequantificatie, waardoor het behoud van energie binnen ‘ons’ heelal behouden blijft. Misschien is het al duidelijk maar dit veronderstelt dat het hele heelal, een gequantificeerd heelal is, waarin tijd en ruimte en energie alleen maar in een gequantificeerde vorm kúnnen voorkomen. Om misverstanden te voorkomen moeten we hier eigenlijk zeggen: het gaat om het ons bekende heelal. De oneindige tijd en energie die continu zijn liggen dan als een universele achtergrond achter de dingen die wij waarnemen of detecteren. We komen hier aan het eind van dit deel, dat ik echter niet wil afsluiten zonder nogmaals Pagels aan te halen. Hijzelf besluit zijn hoofdstuk met een ontkenning die logischerwijs uit zijn visie volgt “Wat niet bestaat, het niets of het vacuüm, is een soort grap van de ‘eeuwige Maker van raadsels’ Theoretische en experimentele natuurkundigen bestuderen tegenwoordig helemaal niets, het vacuüm. Maar dat niets bevat al wat is.”

 

Is het een feit dat de ‘werkelijkheid’ uit het ‘niets’ voortkomt?

 

Alle voorgaande gegevens tonen aan dat, dat van iedere realiteitszin gespeend is. Het is een vooringenomen standpunt. Dat leidt tot oogkleppen, waardoor men denkt dat alles wat wij op enig moment in de geschiedenis zien of meten, het enige is wat ‘werkelijk bestaat’. Terwijl de hele geschiedenis van de natuurwetenschap laat zien dat zo’n standpunt nogal eens bijgesteld moest worden. Wat Pagels zelf betreft zijn slot conclusie is inconsistent met zijn eerdere woorden: ‘Het oude idee van vacuüm—vacuüm als lege ruimte, het niets—is opgegeven’. Tegelijkertijd zegt hij: ‘Dat niets bevat al wat is’. ‘Al wat is’, is dus eigenlijk ‘niets’! Dat wat wij meten: ‘Al wat is’, kun je niet als werkelijk opvatten. Want het is gerelateerd aan ‘niets’, dat niet te meten valt. Dat heeft niet te maken met die zogenaamde ‘vacuümgolven’ die aantonen dat het vacuüm niet leeg is, deze komen dan ook voort uit dat ‘niets’. De hele ‘werkelijkheid’ is dus gerelateerd aan ‘niets’. Logischerwijs kun je dan niet weten of dat wat wij als werkelijkheid denken te ervaren, ons zekerheid biedt dat het ook werkelijkheid is. Niettemin is dit de essentie van de quantumtheorie, althans van wat een belangrijke interpretatiestroming ons wil doen geloven. Deze interpretatiestroming is dus eigenlijk meer een filosofische interpretatie dan een wetenschappelijke. En ook nog eens een uiterst negatieve, die zoals ik al benadrukte grotendeels voortkomt uit de filosofische houding van velen in de negentiende en twintigste eeuw. Het zogenaamde onderscheid tussen ‘wat werkelijk bestaat’ in de wereld, en ‘wat niet bestaat’, moet dus niet al te gauw absoluut vastgesteld worden.