7.1 Oerknal en Anthropisch Principe 7.1 Oerknal en Anthropisch Principe Meer inhoudelijke informatie over sterrenkunde  is te vinden op de zeer toegankelijke site van de bekende wetenschapsjournalist Govert Schilling. Oerknal Volgens astronomen is het heelal 13,8 miljard geleden begonnen te bestaan. Men noemt dat wel de big bang of oerknal. Dit was oorspronkelijk een idee van de priester-geleerde G. Lemaitre (1927). Hij zag hoe sterrenstelsels van elkaar af bewogen. Dan ligt het voor de hand dat ze in het verleden dichter bij elkaar lagen en oorspronkelijk uit één punt, de oerknal, zijn voortgekomen. Dat idee werd later bevestigd door Hubble’s ontdekking van de zgn achtergrondstraling (1929). Die zou een zichtbaar spoor (nagloeien) van de big bang zijn. Een explosie is inderdaad het beste waarmee we deze gebeurtenis kunnen vergelijken, als we dan maar bedenken dat er nog geen lucht was en zonder lucht is er geen knal te horen. Er was evenmin een lichtflits te zien, want de massa van die exploderende stip is zo enorm dat geen lichtdeeltje aan die zwaartekracht kan ontsnappen. De oerknal is dus eigenljk het plotseling tevoorschijn komen van een enorme hoeveelheid warmte (een 1 met 28 nullen graden). Daarbij ontstaan tegelijk ruimte en tijd. Het vervolg Gedurende de eerste 380.000 jaar bestaat het almaar uitdijende heelal uit plasma van straling en ongebonden kwantumdeeltjes. Pas daarna is het voldoende afgekoeld en raken protonen en elektronen aan elkaar verbonden: waterstof ontstaat. Vanaf dat moment is de massa zo verdund over het almaar groeiende heelal dat fotonen er als warmtestraling uit kunnen ontsnappen. Die is nog overal in de ruimte aanwezig en staat bekend als de kosmische achtergrondstraling. De uitbreiding van het heelal gaat door. Er ontstaan hier en daar kleine verschillen in dichtheid en dus gewicht. Daardoor is op sommige plaatsen de zwaartekracht iets sterker, waardoor die plaatsen nog meer deeltjes naar zich toetrekken zodat de dichtheid toeneemt. Daaruit zijn 200 miljoen jaar na de oerknal de eerste sterren ontstaan. Die werden vervolgens door dezelfde zwaartekracht bij elkaar gebracht in sterrenstelsels (zo’n 5 miljard jaar na de oerknal), waarvan de Melkweg er één is. Het voortdurend uitdijende en afkoelende heelal bestaat inmiddels uit een enorme variatie sterren, planeten, manen, quasars (radiosterren), zwarte gaten, pulsars (roterende neutronensterren), supernova’s, kometen, zwarte gaten enz. Zon en aarde De aarde die wij bewonen is een planeet die met andere om een ster (de zon) draait. Dit zonnestelsel moet ongeveer 4 ½ miljard jaar geleden zijn ontstaan. Licht en warmte van de zon zijn het resultaat van kernfusie: waterstof wordt omgezet in helium. Daarbij verdwijnt massa, of beter gezegd; die wordt in energie (warmte, licht) omgezet (E=mc2). De zon op zijn beurt maakt deel uit van een sterrenstelsel van ongeveer 400 miljard sterren. In de oudheid waren het de Egyptenaren en de Grieken die dit stelsel vanwege de witte kleur met melk in verband brachten. Vandaar de naam melkweg of galaxy (van het Gr gala = melk). In 220 miljoen jaar legt de zon zijn baan rond het midden van de melkweg af. In de loop van de 20-ste eeuw maakt het onderzoek duidelijk dat er ong. 100 miljard van zulke sterrenstelsels zijn. Het is aannemelijk dat er tientallen triljarden zonnen kunnen zijn. Een onbekend aantal zal ook planeten in een baan om zich heen hebben. Of daar ook leven voorkomt is (nog) niet bekend, maar het is zeker voorstelbaar. Nog 96% onbekend Denk niet dat de astronomie het plaatje ongeveer rond heeft. Schilling schrijft: ‘Dat betekent dat slechts vier procent van de totale inhoud van het heelal uit de ons vertrouwde deeltjes is opgebouwd: protonen, neutronen en elektronen. Van die vier procent is overigens ongeveer driekwart ook onzichtbaar. De zichtbare sterren en sterrenstelsels die de afgelopen eeuwen door astronomen zijn bestudeerd, vertegenwoordigen dus slechts één procent van de totale inhoud van het heelal, en van 96 procent van die materie- en energie-inhoud is de ware aard onbekend.’ Vandaar dat men aanneemt dat er ook donkere (onzichtbare) massa en energie zijn. Het bestaan van donkere massa is nodig om bv de snelheden van sommige sterrenstelsels te verklaren. Het bestaan van donkere energie is aannemelijk omdat anders niet te verklaren is dat het heelal nog steeds uitdijt. Er is wel gedacht dat na een tijd van uitdijen het heelal oiv de zwaartekracht weer zou inkrimpen tot het formaat van de oerknal, waarna alles weer op nieuw zou beginnen. Maar volgens de huidige stand van onderzoek zal dat niet gebeuren. Het heeft er meer van dat het uitdijen ooit zal stoppen en het heelal dan op dat formaat zal blijven. Raadselachtig Met alles wat we weten is het heelal eigenlijk alleen maar raadselachtiger geworden: Hoe kan uit het absolute niets (geen massa, geen energie, geen tijd, geen ruimte) spontaan (toevallig, zonder reden) een oerknal tevoorschijn komen? Waarom gehoorzaamt de fysieke werkelijkheid aan niet-fysieke, ideële wiskundige natuurwetten, en waar komen die vandaan? Als het heelal uit golven en deeltjes bestaat, maw materialistisch is, waar komen dan de idealistische dingen - wetenschap, schoonheid, moraal, religie – vandaan? Waarom is het menselijk denken compatible met de rationele structuur van het heelal? Bestaan de dingen ook op zichzelf, onanhankelijk van de waarneming? Of is het door waarnemen, meten en testen dat ze zich als zodanig vertonen? Waarom is het heelal zoals het is: niet 100% deterministisch en niet 100% willekeurig, maar met een zekere vrijheid? Om het heelal mogelijk te maken dat wij bewonen moet de set van natuurwetten die het heelal regeren precies op de goede manier samengesteld zijn, moeten 35 parameters uit de natuurkunde precies de goede waarde hebben. De kans dat die parameters toevallig goed waren afgesteld is door Hägele (2003) berekend: 1 op 1062. In zijn boek ‘Just Six Numbers’ (1998) bespreekt de Britse astronoom Martin Rees zes van deze constanten λ (lambda) - de kosmologische constante (de precieze waarde staat trouwens nog niet vast) is een heel klein getalletje (0,00.....0001) bijna nul dus. Maar zou λ iets groter zijn, dan zou het heelal zo snel uitdijen dat het in stukken zou breken. Zou λ kleiner dan 0 zijn, dan zou het universum inkrimpen en in een big crunch verdwijnen. Als waterstof fuseert tot helium gaat 0,007% van haar massa over in energie. Dat gebeurt ook in de kern van sterren en de zon. Zou het 0,006% zijn dat komt kernfusie niet goed op gang. Zou het 0,008% zijn, dan was alle waterstof in de begintijd van het heelal in helium omgezet en zou er niets zijn overgebleven om later de sterren uit te laten ontstaan. De zwaartekracht is vele malen zwakker dan de elektromagnetische kracht. Zou die nog zwakker zijn, dan zou in de sterren de hoge druk en temperatuur niet ontstaan die nodig is voor de kernfusie. Zou de zwaartekracht een beetje groter zijn, dan zou het kernfusie proces veel te snel verlopen. De sterren zijn dan opgebrand voordat de evolutie van levende wezens zou zijn begonnen. De massadichtheid Ω (omega) van het heelal is precies goed. Zou Ω iets kleiner zijn dan zouden expansie en afkoeling van het universum te snel verlopen. Zou Ω iets groter zijn, dan zou het universum zijn ingekrompen. In beide gevallen zou het leven niet op gang komen. Vooral in de eerste seconde na de oerknal kwam het erop aan dat Ω precies de goede waarde had om het vervolg van het heelal mogelijk te maken. De kosmische achtergrondstraling in de ruimte varieert licht van plek tot plek. Was die onregelmatigheid kleiner, dus ons heelal nog gelijkmatiger, dan was het ontstaan van levende wezens niet mogelijk. Zou de variatie groter zijn, dan waren er geen planeten zijn geweest (en dus evenmin leven) In een ruimte van slechts één (lijn) of twee dimensies (oppervlak) kunnen levensvormen ook maar één of twee dimensies hebben. Maw in zo’n heelal zou leven zoals wij dat kennen niet tot stand komen. In een vierdimensionale ruimte zouden planeten niet in een vaste baan om hun ster kunnen bewegen en zou zich op die planeten geen leven ontwikkelen. Maw een drie-dimensionale ruimte van lengte, breedte en hoogte is precies goed Dit zijn opmerkelijke voorbeelden van fine-tuning of precisie afstemming. Er zijn vele andere heelallen denkbaar gebaseerd op andere waarden, maar die zullen er totaal anders uitzien en niet geschikt om levende wezens voort te brengen. Er zijn nog meer voorbeelden van fine-tuning bedacht, maar die gaan al uit van het heelal dat er nu eenmaal is: De afstand van de aarde tot zon, maan en andere planeten is precies zo, dat de omstandigheden gunstig zijn voor het ontwikkelen van levensvormen. Dichterbij de zon zou het te heet zijn, verder af van de zon te koud. Een lichtere aarde zou geen dampkring kunnen vasthouden De helling van de aardas houdt de verschillen tussen zomer- en wintertemparaturen beperkt. Het magnetisch veld van Noord- en Zuidpool beschermt de dampkring tegen schadelijke deeltjes (zonnewind) Enzovoort Gegeven het bestaande heelal zijn deze dingen minder uitzonderlijk dan het lijkt. Het is aannemelijk dat er in de immense ruimte met talloze sterren nog veel meer van zulke planeten op de goede afstand tot hun ster, met het goede gewicht enz in het heelal zijn. Anthropisch principe Dat het heelal precies zo is 'afgesteld', dat er menselijk leven mogelijk werd, heet wel het anthropisch principe (AP). Deze fine-tuning is ook voor veel natuurkundigen, (Rees, Hawking, Weinberg, Susskind eva) zeer bijzonder. Omdat in de wetenschap God als verklaring niet geldig is, hebben zij andere verklaringen voor het AP bedacht. Bv dat er vele heelallen (multiversum) zijn. Is dat het geval, dan is het niet toevallig dat er één precies geschikt is voor menselijke bewoners. Deze en andere verklaringen (buitengewoon ingewikkelde snaartheorieën met tien of meer dimensies) zijn erg speculatief en nog volop in discussie en onderzoek. We zijn daarmee wel erg ver verwijderd van de indruk die de werkelijkheid op ons maakt. Bij de voorgedragen modellen kunnen we ons niets meer voorstellen. Het geeft wel aan dat het AP zo opvallend is dat het om een verklaring vraagt. En natuurkundigen moeten zich in hele ingewikkelde bochten wringen om de meest voor de hand liggende verklaring te ontlopen: dat het heelal door een goddelijke Ontwerper is gemaakt en in stand wordt gehouden. (In de biologie komen we dezelfde verbazing tegen over het wonder van het leven > Intelligent Design). Het is dit gegeven dat de geharnaste atheïst Anthony Flew (1923 - 2010) het boek 'There is a God' (2007) deed schrijven. De ondertitel: How the World’s Most Notorious Atheist Changed His Mind.

terug