Supertelescopen brachten vorig jaar onvermoede eigenschappen van het heelal aan het licht. En kosmologen waagden zich aan duizelingwekkende theorieën. Terwijl het Vaticaan de eerste Copernicaanse revolutie probeert te recupereren, is de tweede alweer volop aan de gang.

Op 24 april 1921 kreeg Albert Einstein een merkwaardig telegram van de New Yorkse rabbijn Herbert Goldstein: “Gelooft u in God? Stop. Betaald antwoord: 50 woorden.”

Einstein kon het zelfs korter formuleren: “Ik geloof in de God van Spinoza die zichzelf openbaart in de ordelijke harmonie van alles wat bestaat, niet in een God die zich inlaat met het lot en de handelingen van de mens.”

Aan een persoonlijke, scheppende God voelde de pantheïstische Einstein kennelijk geen behoefte. De schepper van de relativiteitstheorie ging ervan uit dat het heelal stationair was: het had geen begin en zou al evenmin een einde kennen; het wás er gewoon. Het werd ook niet groter of kleiner; het bevond zich in een stabiele toestand. Tot die conclusie kwam Einstein niet op wetenschappelijke gronden.

Integendeel, zijn theoretische inzichten impliceerden dat het heelal krimpt of groter wordt. Einstein paste er een mouw aan. Hij voerde de kosmologische constante in om de theorie te doen stroken met zijn persoonlijke overtuiging.

Later zou hij dat “de grootste stommiteit uit mijn leven” noemen.

Nauwelijks een jaar na dat legendarische telegram verzoende de Russische wiskundige Alexander Friedmann de algemene relativiteitstheorie met een beginmoment voor het heelal. De Belgische priester/astronoom Georges Lemaître zat op exact dezelfde denkpiste toen hij in 1927 zijn idee van het oeratoom voor het eerst ontvouwde. Experimentele bevestiging van hun inzichten volgde in 1929, toen de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble in het Californische Mount Wilson Observatorium onomstotelijk aantoonde dat het heelal uitdijt. Logisch gevolg: vroeger was het kleiner. In den beginne moet het kleiner zijn geweest dan een atoom: een punt met een oneindige dichtheid. Toen dat met een big bang explodeerde, werden ruimte en tijd tezamen geboren.

SUPERNOVA’S IN DE GROTE LEEGTE

Het begon dus met een oerknal. Maar komt er ooit een einde aan het universum, zodat er niets meer van overblijft? Geen ruimte, geen tijd, geen materie, niets?

In zijn miljoenenseller “A Brief History of Time” (1988) beweerde de Britse fysicus Stephen Hawking dat de apocalyps zich inderdaad ooit zal voltrekken.

Hoe? Daarvoor deed hij twee suggesties: met een Eindkrak (het tegenovergestelde van de Oerknal), of doordat alle ruimte, tijd en materie zullen worden verzwolgen door zwarte gaten. Dat beide hypotheses tot nader order ontkracht lijken, was volgens het Amerikaanse vakblad Science de grootste wetenschappelijke doorbraak van 1998.

Twee teams van sterrenkundigen speurden de afgelopen jaren onafgebroken naar supernova’s van een bepaald type: exploderende sterren wier doodstrijd enkele maanden duurt. Die supernova’s zijn perfecte bakens in de ruimte: de helderheid waarmee het licht van hun explosie ons bereikt, hangt alleen af van hun afstand tot de aarde. Uit de kleur van dat licht kan worden afgeleid met welke snelheid ze zich van ons verwijderen. Die snelheid, zo bleek, neemt almaar toe. Wat erop wijst dat het heelal misschien wel eeuwig zal blijven uitdijen.

Het wordt erg leeg daarbuiten. Nu al zijn de honderd miljard sterrenstelsels in het zichtbare heelal niet meer dan minuscule stofjes in een immense leegte. De afstand tussen twee naburige stelsels is immers veel en veel groter dan hun doorsneden bij mekaar opgeteld. Dat ergens in die leegte een soort antizwaartekracht schuilgaat die verhindert dat de gravitatie de uitdijingssnelheid afremt, is een fenomeen dat niet te verklaren valt. Zo gaat dat in het theater van de wetenschap: het ene mysterie verdwijnt, het andere komt prominenter dan ooit op het voorplan.

Toch is de balans van het onderzoek naar supernova’s zonder meer positief. Want ook de zogenaamde “leeftijdscrisis” van het heelal hebben de Australische en Amerikaanse onderzoekers bezworen. Dat sommige sterren ouder zijn dan het heelal, kan vanzelfsprekend niet. Toch leek dat tot voor kort het geval. Bij elke meting die deze absurditeit bevestigde, groeide in wetenschappelijke kringen de wanhoop. Ook daaraan is evenwel een einde gekomen: het heelal is vijftien miljard jaar oud. Die leeftijdsbepaling was niet meer dan een kwestie van terugtellen, op basis van snelheid en afstand van de verste supernova’s.

DE TELESCOOP ALS TIJDMACHINE

Het licht plant zich voort met een snelheid van 300.000 kilometer per seconde.

Wie 300.000 kilometer ver kan kijken, ziet dus iets wat één seconde geleden gebeurde. Met de nieuwste supertelescopen kijken astrofysici twaalf miljard lichtjaren ver. Ze gaan dus twaalf miljard jaar terug in de tijd en zien het universum toen het drie miljard jaar jong was – de sterrenstelsels hadden zich nog maar pas gevormd. De vraag kan worden gesteld of we ooit de oerknal zélf zullen kunnen waarnemen. Theoretisch gesproken: ja. Experts maken zich sterk dat zulke krachtige telescopen gebouwd kunnen worden. Alleen: ze weten niet of ze daarmee ook vijftien miljard lichtjaren ver zullen kunnen kijken. Want hoe verder ze kijken, hoe meer sterren er in de weg zitten. Het zou best kunnen dat ze op die afstand door de sterren het heelal niet meer zien.

Toch vangen we nog signalen op van het prille heelal – de nagalm van de oerknal, zeg maar. Met de Nasa-satelliet Cosmic Background Explorer (Cobe), die in november 1989 werd gelanceerd, is de zogenaamde kosmische achtergrondstraling gemeten. Die straling heeft een temperatuur van ongeveer 2,7 graden Kelvin – 2,7 graden boven het absolute nulpunt, ofwel: min 270 graden Celsius. Het is niet alleen erg leeg daarbuiten, maar ook bijzonder koud.

Dat die temperatuur overal in het waarneembare heelal ongeveer hetzelfde is, was goed nieuws voor Alan Guth en Andrei Linde. Dit Amerikaans/Russische duo werkte al jaren aan hun inflatiemodel van het heelal, een soort bijgespijkerde versie van de oerknal. In de allereerste fractie van een seconde na de oerknal expandeerde het heelal volgens Guth en Linde met een exponentiële snelheid, groter dan die van het licht. Die inflatie blies de oerkern op van een omvang kleiner dan een atoom, tot de omvang van zowat het hele zichtbare heelal. Even terzijde: het postulaat van Einstein – dat niets sneller kan reizen dan het licht – wordt door Guth en Linde niet overtreden. Bij inflatie is het de ruimte zélf die sneller dan het licht uitdijt, niet iets wat zich binnen die ruimte verplaatst.

Alleen het inflatiemodel kan verklaren waarom de temperatuur van het heelal in alle richtingen en op alle plekken ongeveer dezelfde is. Zonder inflatie zouden de verste uithoeken van het heelal immers de kans hebben gehad om zich onafhankelijk van elkaar totaal verschillend te ontwikkelen. Dat is duidelijk niet gebeurd: alle uithoeken hebben onmiskenbaar straling of warmte uitgewisseld. De minimale temperatuurverschillen die toch werden gedetecteerd, zijn dan weer net groot genoeg om het ontstaan van sterrenstelsels te verklaren: in een volstrekt egale ruimte zou de materie zich nooit in zulke klonters hebben kunnen groeperen. Ja, het was een heuglijke dag voor de kosmologie toen Cobe de temperatuurkaart van het heelal doorseinde. Projectleider George Smoot liet zich zelfs ontvallen: “Ik heb God gezien”.

Maar we zijn er nog niet. Het recente supernova-onderzoek betekent slecht nieuws voor de inflatietheorie. Het model van Guth en Linde voorziet namelijk niet dat de uitdijingssnelheid van het heelal toeneemt. Verdere bijspijkering dringt zich op.

HET HEELAL OP DE WEEGSCHAAL

Door uit het gedrag van supernova’s de toekomst van het heelal af te leiden, omzeilde de wetenschap een mysterie waarvan de opheldering nog lang niet in zicht is – dat van de donkere of onzichtbare materie. Als we het exacte gewicht van het heelal zouden kennen, wisten we namelijk ook hoe het verder zou evolueren. Als het relatief licht is, blijft het eeuwig expanderen. Als het daarentegen net iets te zwaar is, zal het ooit bezwijken onder zijn eigen zwaartekracht en in elkaar storten. Het probleem is dat we niet weten hoeveel het heelal weegt. Sowieso meer dan alle zichtbare massa of materie bij elkaar.

Sterker nog: veruit het grootste deel – meer dan negentig procent – van de materie in het universum is onzichtbaar. Wat die ontbrekende massa in het kosmisch optelsommetje precies is, weet niemand. Dat ze er moet zijn, staat vast. Ze wordt als het ware verondersteld of noodzakelijk geacht. Eén voorbeeld: als de spiraalvormige Melkweg niet werd omgeven door een soort ring van donkere materie, zouden de buitenste sterren weggeslingerd worden. Terwijl ze gewoon keurig in het gelid blijven meedraaien.

Momenteel draait de discussie volop rond neutrino’s, die misschien verantwoordelijk zijn voor op zijn minst een deel van de onzichtbare materie.

Neutrino’s zijn ongrijpbare deeltjes die vrijkomen bij een kernexplosie, en dus ook bij de oerknal. In de kosmos stikt het ervan. Alle materie, ook ons lichaam, wordt elke seconde “doorboord” door miljoenen van die mysterieuze deeltjes. Maar hebben ze een massa? Wégen ze iets? Geen mens die het weet.

Waarover de wetenschap al evenzeer in het duister blijft tasten, is Punt Nul.

Tot een fractie (ongeveer 10 tot de macht min 37) van een seconde na de oerknal heeft men een tamelijk nauwkeurig idee hoe de deeltjes in de oersoep zich gedroegen. Quarks en andere partikels uit het natuurkundige rariteitenkabinet konden zich pas verenigen in atoomkernen toen de kosmos voldoende was afgekoeld, zowat 300.000 jaar na de big bang. Vóór die tijd speelden alle processen, alle wisselwerkingen tussen de deeltjes, zich af op subatomair niveau; het domein van de quantumtheorie. En zo heeft de studie van het allerkleinste enorme implicaties voor ons begrip van het allergrootste. Speculaties over Punt Nul zijn niet onmogelijk. Andrei Linde begeeft zich zelfs ver buiten de grenzen van wat wetenschappelijk toetsbaar is. Eén universum? Doe hem er maar oneindig veel.

In zijn naam deze tip voor de samenstellers van de nieuwe van Dale: voorzie een meervoud voor universum. Of neem het woord multiversum op.

Het heelal is overduidelijk “iets”. Maar als het een begin heeft in ruimte en tijd, was er daarvoor dus “niets”. En hoe kan “iets” in godsnaam uit “niets” ontstaan? Wat dan met de wet van behoud van energie? Sinds Einstein (E = mc²) weten we toch dat energie en massa equivalent (zeg maar: hetzelfde) zijn? Het fraaie aan de quantumtheorie is dat ze het compleet onvoorstelbare niet uitsluit. De kiem van het heelal zou kunnen zijn ontstaan door “een quantumfluctuatie in het niets”. Hierop voortbordurend zet Andrei Linde nog een stap verder: als ons universum op die manier tot stand is gekomen, waarom zouden er dan niet voortdurend nieuwe universums kunnen worden geschapen? De oerknal zou dan geen eenmalige gebeurtenis geweest zijn, maar slechts één van een oneindig aantal. We leven niet in een universum, maar in een multiversum.

Met die gedachte stapte Linde niet zomaar op een goede dag uit bed. Zelf vertelt hij dat aan zijn ontdekking van die “chaotische inflatie” weken van verslagenheid en depressiviteit voorafgingen. Dag en nacht zat hij gebogen over wiskundige vergelijkingen waarin het raadsel van de oerknal besloten lag. Hij kon niet slapen en niet eten. “Alsof ik verlamd was”, zegt de Rus, die inmiddels doceert aan de gerenommeerde universiteit van Stanford.

Leegte is een relatief begrip. Het vacuüm bevat wel degelijk energie. En uit de kleinste energievonk, beweert Linde, kan bij een voldoende hoge temperatuur middels een sneeuwbaleffect een heel universum ontstaan. Dat zijn multiversummodel niet kan worden getoetst, is een minpuntje waar Linde zich lachend vanaf maakt: “Ja, het is metafysica. Maar goede metafysica.”

De Poolse astronoom Nikolaus Copernicus verjoeg in 1543 aarde en mens al uit die unieke plek in het centrum van het universum. Linde ondermijnt zomaar eventjes de uniciteit van het complete heelal. Sommige kosmologen gewagen van de tweede Copernicaanse revolutie. En dat net nu het Vaticaan zich stilaan met de eerste begint te verzoenen.

DE WETENSCHAP ONTDEKT GOD

Sinds Copernicus is de kloof tussen wetenschap en religie steeds breder geworden. Aanvankelijk stelde de Heilige Inquisitie alles in het werk om de vloed van ketterse ideeën in te dammen. Galileo Galilei moest zijn theorie officieel herroepen. Giordano Bruno stierf de vlammendood. Maar de kerkelijke terreur bleek een maat voor niets. De wetenschappelijke zegetocht was niet te stoppen en de bruggen tussen religie en wetenschap leken algauw voorgoed opgeblazen. Toen Charles Darwin in 1859 ( “The Origin of Species”) en 1871 ( “The Descent of Man”) het christelijke geloof in een almachtige, scheppende God een laatste opdoffer toediende, was de kerk uitgeteld.

Eén laatste strohalm bleef deze eeuw nog over: de big bang. In 1950, lang voor de wetenschappelijke wereld het over die oerknal eens was, zag paus Pius XII er een bevestiging in van het scheppingsverhaal. Alleen een almachtig wezen, aldus de kerkvorst, kon immers in staat zijn geweest om de lont in het kosmische vuurwerk te steken. En die zeven dagen? Ach, Genesis is geen wetenschappelijk traktaat: er staat niet in hoe de kosmos functioneert, wel hoe wij daarin terecht zijn gekomen. De oerknal was de laatste schuilplaats van God geworden.

En zo was de cirkel rond: waar de tweespalt ontstond, groeide de verzoening. In de kosmos.

De huidige paus – een Pool, net als Copernicus – stelt alles in het werk om de kloof tussen wetenschap en religie verder te dichten. Twee jaar geleden verklaarde Joannes Paulus II dat ook het darwinisme niet in strijd hoeft te zijn met het geloof. Ons lichaam is weliswaar het resultaat van evolutie, voor de herkomst van onze ziel wende men de blik onverwijld hemelwaarts. En in zijn 13de encycliek luidde het: “Het geloof en het verstand zijn de twee vleugels waarmee de menselijke geest zich verheft om de waarheid te beschouwen.” De toenadering lijkt trouwens wederzijds. Een recente enquête in het vakblad Nature bracht aan het licht dat zowat veertig procent van de – weliswaar uitsluitend in de VS – ondervraagde biologen, fysici en wiskundigen geloven in een persoonlijke God. Ze bidden tot Hem en hopen dat hun gebeden ooit zullen worden verhoord. Ook de openlijke geloofsbelijdenissen stapelen zich op.

Neem nu Allan Sandage. “Als jongeman was ik een praktiserend atheïst”, zegt de nu 72-jarige kosmoloog. “De bestudering van het heelal heeft mij echter geleerd dat het bestaan een wonder is dat alleen bovennatuurlijk kan worden verklaard.”

Een half jaar geleden sprak Sandage, die onder vakbroeders bekendstaat als Mister Cosmology, een driehonderdtal vooraanstaande fysici en biologen toe die in het Californische Berkeley waren uitgenodigd op een congres met als thema Wetenschap en de Spirituele Zoektocht. Tijdens deze wetenschappelijke hoogmis, die overigens was gefinancierd door miljardair annex missionaris John Templeton, gingen wel meer denkers over tot religieuze outing. Zo kwam Charles Townes, die in 1964 de Nobelprijs voor fysica kreeg, er eveneens rond voor uit: “Bij de wetten van het universum is een intelligent wezen betrokken.” Na het congres kopte Newsweek: “De wetenschap ontdekt God”.

EEUWIGE TWIJFEL VERSUS GELOOF

Een wervende titel, daar niet van. Maar wat moet je ermee als weldenkende ziel?

Negeren, vindt Jozef Devreese, hoogleraar fysica aan de Antwerpse universiteit. “Luister, op die manier schrijf je misschien een stuk over Michael Jackson, maar toch niet over het ontstaan van het heelal. Het irriteert mij enorm als wetenschappers in hun hoedanigheid van wetenschappers stellingen over God poneren. George Smoot, die naar aanleiding van de Cobe-resultaten zegt dat hij God heeft gezien, zou moeten weten dat die uitspraak in dat verband totaal niet aan de orde is. De oerknal als Godsbewijs? Dat heeft precies dezelfde waarde als het Godsbewijs van Thomas van Aquino, die ik trouwens tot de zes grootste filosofen aller tijden reken. Maar de wetenschappelijke bewijskracht van zijn betoog? Nul. De wiskundige formules waarop onze inzichten steunen, krijg je in geen miljard jaar uitgelegd in woorden. Om te beginnen bestaan tijd en ruimte op een dieper vlak samen. Dat kunnen we ons niet concreet voorstellen, daarvoor heb je een breed instrumentarium van uiterst geraffineerde wiskunde nodig. Wie zich bezighoudt met de wiskundige vergelijkingen van de quantum- en de relativiteitstheorie, ontdekt elke dag iets prachtigs. Maar ook als ik een Vlaamse gaai zie vliegen, zou ik kunnen zeggen dat ik God heb gezien. En als de melkboer mij morgen komt vertellen dat hij tijdens een indrukwekkende zonsondergang het gevoel had dat hij God zag, heeft dat voor mij dezelfde waarde als die uitspraak van Smoot. Nee, wetenschappers moeten zich – nogmaals: in hun hoedanigheid van wetenschappers – beperken tot wetenschappelijke uitspraken. Daarbuiten genieten ze a priori geen autoriteit. Ook Einstein niet. Zelf zou ik er niet aan denken om vanuit de wetenschap uitspraken te doen over theologie. Waarom zou ik? Religie en geloof ontstaan buiten de wetenschappelijke methodiek.”

De essentie van wetenschap is: twijfelen. En van geloof: geloven. Het “hoe” en het “waarom” zijn twee totaal verschillende vragen. Want het mag dan wel lijken dat de ruimte voor een scheppende God sinds de door Copernicus ontketende revolutie steeds verder is gekrompen; dat God níet bestaat, kan de wetenschap vanzelfsprekend al evenmin bewijzen. Zoals Stephen Hawking zich haastte te verklaren toen hij als een van de eersten met een schepping uit het niets kwam aanzetten: “Dit is geen bewijs dat God niet bestaat, het betekent alleen dat Hij niet noodzakelijk is.”

Joël De Ceulaer